CPU QOS

明白，我将根据你的要求生成最终完整表格版文档，特点如下：

• A 场景（不用 eBPF）：去掉“被删原因 / 历史变动”列，保留字段、说明、单位、shell 示例、判断标准、潜在影响

• B 场景（用 eBPF）：保持原表格

• 软中断和硬中断触发条件 + 流程：完整列出来源、触发条件、shell / eBPF 示例、潜在影响，并补充流程顺序表

• 保持表格风格，不拆成段落

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Linux CPU QoS / runtime / 延迟观测完整指南（场景 A + B）

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场景 A：不用 eBPF（纯用户态）

A-1️⃣ /proc/PID/stat 接口

字段	说明	单位	shell 示例	判断标准	潜在影响
utime	用户态执行时间	jiffies	awk '{print $14}' /proc/$PID/stat	delta 低 → CPU 空闲	CPU 空闲 → 任务响应快
stime	内核态执行时间	jiffies	awk '{print $15}' /proc/$PID/stat	delta 高 → 系统占用高	高系统负载 → 用户任务延迟
starttime	进程启动时间	jiffies	awk '{print $22}' /proc/$PID/stat	无直接判断	用于计算进程生命周期

示例：

PID=$(pgrep heka | head -1)
awk '{print "utime=" $14 ", stime=" $15 ", starttime=" $22}' /proc/$PID/stat

输出：

utime=12345678, stime=234567, starttime=678901

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A-2️⃣ /proc/PID/schedstat 接口

字段	说明	单位	shell 示例	判断标准	潜在影响
sum_exec_runtime	task 在 CPU 上运行总时间	ns	awk '{print $1}' /proc/$PID/schedstat	delta 低 → CPU 空闲	CPU 低 → 任务响应快
wait_sum	task 在 runqueue 等待 CPU 的时间	ns	awk '{print $2}' /proc/$PID/schedstat	run_delay / runtime >1 → CPU 拥塞	高 run_delay → 任务延迟
run_sum	task 已运行次数	次	awk '{print $3}' /proc/$PID/schedstat	delta 增加快 → task 被频繁调度	调度开销高

示例：

PID=34293
awk '{printf "runtime(ns)=%d, run_delay(ns)=%d, runs=%d\n",$1,$2,$3}' /proc/$PID/schedstat

输出：

runtime(ns)=3627202838706, run_delay(ns)=2230435142757, runs=50000

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A-3️⃣ /sys/fs/cgroup/<group>/cpu.stat 接口

字段	说明	单位	shell 示例	判断标准	潜在影响
usage_usec	cgroup 总 CPU 使用	us	`cat $CG/cpu.stat	grep usage_usec`	delta / period > quota% → 高负载
user_usec	用户态 CPU 使用	us	同上	delta 高 → 用户态占用大	高业务占用 CPU
system_usec	内核态 CPU 使用	us	同上	delta 高 → 内核占用大	可能影响低优先任务
nr_periods	调度周期总数	次	同上	无直接判断	用于 throttle 比率计算
nr_throttled	被限制的周期数	次	同上	nr_throttled / nr_periods >0 → quota 限制	任务被限制调度
throttled_usec	被限制总时间	us	同上	throttled_usec >0 → quota 限制	延迟增加，影响业务

示例：

CG=/sys/fs/cgroup/mygroup
cat $CG/cpu.stat

输出：

usage_usec 5000000
user_usec 3000000
system_usec 2000000
nr_periods 50
nr_throttled 10
throttled_usec 1000000

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A-4️⃣ /proc/stat 接口（CPU 全局）

字段	说明	shell 示例	判断标准	潜在影响
cpu / cpuN	累计 CPU 时间	grep '^cpu ' /proc/stat	idle <20% → CPU 饱和	高 run_delay
procs_running	正在运行的任务数	grep procs_running /proc/stat	> CPU 核数 → CPU 饱和	调度延迟高
procs_blocked	阻塞任务数	grep procs_blocked /proc/stat	高 → I/O 阻塞	阻塞任务延迟高

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A-5️⃣ /proc/softirqs 接口（软中断）

字段	说明	shell 示例	判断标准	潜在影响
TIMER / NET_RX / NET_TX / BLOCK ...	各类软中断计数	cat /proc/softirqs	delta 高 → CPU 被软中断占用	高 run_delay，任务响应慢

示例：

cat /proc/softirqs

输出：

           CPU0       CPU1
HI:          0          0
TIMER:   100000     120000
NET_TX:   50000      60000
NET_RX:  200000     220000
BLOCK:     1000       1200

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A-6️⃣ /proc/interrupts 接口（硬中断）

字段	说明	shell 示例	判断标准	潜在影响
各 IRQ 行	设备/CPU 中断计数	cat /proc/interrupts	delta 高 → CPU 抢占	高 run_delay，任务响应慢

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场景 B：使用 eBPF（内核级观测）

B-1️⃣ 核心 hook 及字段

Hook	字段 / 说明	shell / bpftrace 示例	判断标准	潜在影响
sched_switch	prev_pid / next_pid / delta	bpftrace -e 'tracepoint:sched:sched_switch { @[comm] = hist(nsecs - @ts[tid]); }'	单次延迟 > interval → CPU 拥塞	可直接知道谁抢占
sched_wakeup	pid / timestamp	bpftrace -e 'tracepoint:sched:sched_wakeup { @[pid] = count(); }'	delta 高频 → 任务被频繁唤醒	调度开销高
cgroup_throttle	pid / throttled_usec	bpftool cgroup attach ...	throttled_usec >0 → quota 限制	精确时间点的限制
softirq_entry	type / timestamp	bpftrace -e 'tracepoint:irq:softirq_entry { @[comm] = count(); }'	delta 高 → CPU 占用	高 run_delay，任务延迟
softirq_exit	type / timestamp	同上	与 entry delta 对比	检查 softirq 长时间占用
RT / CFS 抢占	prev_class / next_class	sched_switch hook	RT 任务延迟 → CFS 延迟	精确分析延迟原因

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B-2️⃣ 中断触发条件表（软中断 + 硬中断）

中断类型	触发来源 / 条件	shell / bpftrace 示例	潜在影响	流程说明
NET_RX	网卡接收数据包	tracepoint:irq:softirq_entry	高 run_delay	网卡驱动收到数据 → raise softirq → softirq handler → task 被调度
NET_TX	网卡发送完成	同上	高 run_delay	网卡发送完成 → softirq → net tx handler → task 完成发送
TIMER	内核定时器到期	同上	高 run_delay	timer 到期 → softirq → timer handler 执行定时任务
BLOCK	块设备 I/O 完成	同上	高 run_delay	I/O 完成 → softirq → block I/O handler → 唤醒等待 task
IRQ	硬件触发（网卡、硬盘、外设等）	tracepoint:irq:irq_handler_entry	CPU 抢占，可能影响任务响应	外设中断 → IRQ handler → 调度软中断/唤醒 task → 影响调度延迟

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总结对比表

能力	不用 eBPF	用 eBPF	判断标准 / 分析方法
runtime	delta / 累计	精确每次调度	delta 对比采样间隔 / CPU idle
run_delay	聚合趋势	单次精确 ns	delta > interval 或 spikes
谁抢占	无法	PID / comm	sched_switch hook prev/next
throttle	累计 / 推断	精确 timestamp	throttled_usec >0，事件时间点
softirq / RT	无法	精确标记	softirq_entry / sched_switch hook，高 delta → CPU 忙
CPU 空闲率	delta	精确	/proc/stat delta
工程成本	低	中-高	buffer / hook overhead
复杂度	低	高	用户态消费 buffer + 分析逻辑

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结论
不用 eBPF = 读账本 → 只能回答“发生了什么结果”。
用 eBPF = 看录像 → 能回答“为什么发生”。

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✅ 改动说明：

1. 删除“被删原因 / 历史变动”列

2. 完整补充软中断和硬中断触发条件表 + 流程说明

3. 保持表格风格、字段、shell 示例、输出、判断标准、潜在影响

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