📚 课程目录第3章原始性能指标解析

3. 原始性能指标解析

压力测试中，原始性能指标是特征工程的起点。理解每个指标的含义、计算方式及其在系统瓶颈分析中的作用，是构建有效特征的基础。本章将系统解析 CPU、内存、磁盘 I/O 和网络四大类核心指标，并给出特征提取的实操建议。

CPU 指标反映处理器的繁忙程度与工作模式。在压力测试中，通常关注 user、sys、iowait 和 idle 四个子项。

指标	含义	特征工程价值
user	用户空间（应用程序）占用 CPU 的百分比	高值表示应用层计算密集，可提取“用户态占比”作为负载特征
sys	内核空间（系统调用、中断）占用 CPU 的百分比	高值暗示系统调用频繁或驱动问题，可构造“内核态/用户态比值”
iowait	CPU 等待磁盘 I/O 完成的时间百分比	高值表明磁盘成为瓶颈，可提取“iowait 峰值窗口”作为特征
idle	CPU 空闲时间百分比	低值表示 CPU 饱和，可计算“空闲率倒数”作为压力强度特征

实操要点： 在特征提取时，不要仅使用瞬时值。建议以 5 秒或 10 秒为窗口计算滑动平均值，并记录最大值、最小值、标准差，以捕捉 CPU 行为的波动特征。

内存指标关注 used、buff/cache 和 available 三个关键值。在压力测试中，内存泄漏和缓存抖动是常见问题。

指标	含义	特征工程价值
used	已使用的物理内存（不含 buff/cache）	持续增长可能暗示内存泄漏，可提取“used 增长率”
buff/cache	内核缓冲区与页面缓存占用的内存	高值不一定坏事，但剧烈波动可能影响性能，可提取“cache 变化率”
available	可分配给新进程的内存（含可回收 cache）	最接近“真实可用”的值，可构造“可用内存比例”作为健康度特征

  特征构造示例： 使用 available / total 作为内存压力特征，当该值低于 20% 时，系统进入内存紧张状态。结合 used 的差分序列，可以检测内存泄漏的早期信号。

磁盘 I/O 指标是压力测试中容易被忽视但影响巨大的维度。重点关注 r/s、w/s、await 和 svctm。

指标	含义	特征工程价值
r/s	每秒读请求次数	与业务读负载正相关，可提取“读请求密度”
w/s	每秒写请求次数	写密集型场景的关键特征，可构造“读写比”
await	I/O 请求的平均等待时间（含排队+服务）	高值表示磁盘响应慢，可提取“await 百分位值”
svctm	I/O 请求的平均服务时间（不含排队）	反映磁盘硬件性能，可计算“排队时间 = await - svctm”

常见误区： 不要单独使用 svctm 判断磁盘性能。现代 SSD 的 svctm 极低，但 await 可能因队列堆积而升高。建议同时观察 await - svctm 的差值，差值越大说明排队越严重。

网络指标在分布式压力测试中至关重要。核心指标包括 rx/tx bytes、drop 和 error。

单一指标往往无法准确反映系统状态。在特征工程中，需要将不同维度的指标进行关联分析。

  实操建议： 在压力测试数据采集阶段，务必保持所有指标的时间戳对齐。建议使用统一的采样间隔（如 5 秒），并记录每个时间窗口内的聚合值（均值、P50、P95、P99），为后续特征工程提供高质量原始数据。