简析 Linux 的 CPU 时间( 三 ) _生活百科

daemon线程

daemon线程被唤醒后会运行do_softirq()处理软中断

检查 irq_stat 是否存发生软中断事件
调用 softirq_vec 中对应的软中断服务程序
再次检查 irq_stat，如果发现新的软中断，就会唤醒ksoftrqd线程来处理

ksoftrqd 机制我们知道 CPU 执行的优先级为：硬中断 > 软中断 > 普通进程。这意味着：

一个软中断不会去抢占另一个软中断，只有硬件中断才可以抢占软中断
如果软中断太过频繁，用户进程可能永远无法获得 CPU 时间

为了保证公平性，内核为每个 CPU 都配置一个ksoftrqd线程。如果所有的软中断在短时间内无法被处理完，内核就会唤醒ksoftrqd处理剩余的软中断。以下面这张图为例：

文章插图

网卡数据就绪，通过硬中断通知 CPU 进行处理
硬中断服务程序调用raise_softirq()触发软中断，唤醒daemon
硬中断服务程序退出后，daemon被唤醒开始处理软中断
遍历过一遍向量表后， daemon发现仍有未处理的软中断，唤醒ksoftrqd
ksoftrqd获得 CPU 时间片后，继续处理未完成的软中断

由于 ksoftrqd 其实是一个 nice 值为 0 的普通线程，会进入 cfs_rq 参与调度，可以和普通进程公平地使用 CPU 。
但如果 ksoftrirqd 长时间得不到 CPU，就会致使软中断的延迟变得很大，因此 ksoftirqd 的实时性是很难得到保障。
典型问题是 ping 延迟：如果 ping 包无法在软中断里得到处理，就会被 ksoftirqd 处理，导致 ping 延迟变得很大。
中断的影响硬中断的优先级很高，但是需要的 CPU 时间极少。当出现大量硬中断时，可能会引起较多的 CPU 用户态与内核态的切换，但是interrupt time不会显著上升。
此外，由于部分内核代码是不可重入的（例如，修改寄存器），其执行过程不能打断。因此这些代码的执行过程中，会屏蔽掉硬中断。
关中断的操作在内核里随处可见，这反过来会给硬中断带来一些影响。比如，进程关中断时间太长会导致网络报文无法及时处理，进而引起业务性能抖动。
而软中断的执行时间如果太长，就会给用户线程带来延迟，如果 softirq time 很大则很可能意味着用户线程会受到影响。
网络 IO 频繁的应用机器的 softirq time 通常会比较高，可能存在网络连接数过多，或者网络流量过大的情况，
ksoftirqd 的优先级与用户线程是一致的，因此，如果软中断处理函数是在 ksoftirqd 里执行的，那它可能会有一些延迟。
时间窃取在 GNU top命令中， steal time定义为 “虚拟机管理进程 hypervisor 从 VM 窃取的时间” 。该概念是Xen，KVM ， VMware 等社区或者厂商推广到Linux社区的。
当系统管理进程和 VM 尝试占用同一物理 CPU 核 pCPU 时，会导致 VM 的虚拟 CPU vCPU 可用的处理器时间减少，从而造成 VM 性能下降。
中虚拟化环境中，可能发生时间窃取的一些情况：

多个高负载 VM 的 vCPU 的运行在同个 pCPU 上（公有云的 CPU 超卖）
VM 的 vCPU与线程绑定在了某个特定的 pCPU 上，导致虚拟主机 vhost 进程处理 I/O 时从这些 vCPU上窃取时间
虚拟机监控程序进程（例如监视，日志记录和I/O进程）与 VM 争抢 pCPU

参考资料https://www.cnblogs.com/Anker/p/3269106.htmlhttps://zhuanlan.zhihu.com/p/69554144https://blog.csdn.net/helloanthea/article/details/28877221https://blog.csdn.net/lenomirei/article/details/79274073https://www.jianshu.com/p/673c9e4817a8https://opensource.com/article/20/1/cpu-steal-timehttps://www.cnblogs.com/menkeyi/p/6732020.htmlhttps://blog.csdn.net/zxh2075/article/details/78262568https://kb.cnblogs.com/page/207897/https://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6255806.htmlhttp://www.wowotech.net/linux_kenrel/soft-irq.html