再現可能な負荷平均の計算

LA計算を掘り下げています。だから私が見つけたものは次のとおりです。

1. LAは5秒ごとに指数移動平均を計算します。

    LA(t) = LA(t-1) + EXP_R * (n(t) - LA(t-1))
   

   どこ

   • LA（t-1） - 最後の反復で記録されたLA。
   • EXP_R - 1分、5分、15分に対して事前定義された3つの定数。
   • n(t) - システムのR(実行中) または (中断不可能) プロセス数D

2. 以下は、これらの操作（およびいくつかの浮動小数点マジック）を実行するカーネルコードです。

   unsigned long avenrun[3];
   
   static inline void calc_load(unsigned long ticks)
   {
       unsigned long active_tasks; /* fixed-point */
       static int count = LOAD_FREQ;
   
       count -= ticks;
       if (count < 0)
       {
           count += LOAD_FREQ;
           active_tasks = count_active_tasks();
           CALC_LOAD(avenrun[0], EXP_1, active_tasks);
           CALC_LOAD(avenrun[1], EXP_5, active_tasks);
           CALC_LOAD(avenrun[2], EXP_15, active_tasks);
       }
   }
   
   
   static unsigned long count_active_tasks(void)
   {
       struct task_struct *p;
       unsigned long nr = 0;
   
       read_lock(&tasklist_lock);
       for_each_task(p)
       {
           if ((p->state == TASK_RUNNING ||
                (p->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)))
               nr += FIXED_1;
       }
       read_unlock(&tasklist_lock);
       return nr;
   }
   
   
   #define FSHIFT          11              /* nr of bits of precision */
   #define FIXED_1         (1<<FSHIFT)     /* 1.0 as fixed-point */
   #define LOAD_FREQ       (5*HZ)          /* 5 sec intervals */
   #define EXP_1           1884            /* 1/exp(5sec/1min) as fixed-point */
   #define EXP_5           2014            /* 1/exp(5sec/5min) */
   #define EXP_15          2037            /* 1/exp(5sec/15min) */
   
   #define CALC_LOAD(load,exp,n) \
           load *= exp; \
           load += n*(FIXED_1-exp); \
           load >>= FSHIFT;
   

3. 同じことをするために単純なbashスクリプトを書いた。

   #!/usr/bin/env bash
   set -euo pipefail
   
   LA_1=0
   LA_5=0
   LA_15=0
   
   EXP_1=0.0800
   EXP_5=0.0165
   EXP_15=0.0055
   
   count() {
       echo $(ps -eostat | grep -E "R|D" | wc -l)
   }
   
   echo "1 min          5 min            15 min"
   
   while true; do
       n=$(($(count) - 1)) # -1 to eliminate `ps` from the result
       LA_1=$(bc -l  <<<"$LA_1  + $EXP_1  * ($n - $LA_1)")
       LA_5=$(bc -l  <<<"$LA_5  + $EXP_5  * ($n - $LA_5)")
       LA_15=$(bc -l <<<"$LA_15 + $EXP_15 * ($n - $LA_15)")
       echo -ne "$LA_1      $LA_5      $LA_15\r"
       sleep 5
   done
   

しかし、私の台本の結果は実際のロサンゼルスとは距離が遠かった。主な違いは、カーネルが呼び出され、count_active_tasks()スクリプトが簡単ですps。

Bashでより正確なアクティブジョブ数を取得できますか？それとも私が他の場所で何か間違っているのでしょうか？

UPD：しばらくスクリプトを実行しましたが、結果は次のとおりです。

1 min                      5 min                      15 min
.42342580723140551985      .53553677285166903835      .35305247755440928285

実際のロサンゼルスは次のとおりです。

load average: 0.80, 1.63, 1.54

カーネルのソースコードは、LAを説明するこの記事から入手しました。https://wiki.nix-pro.com/view/Load_average_explained

UPD：私のスクリプトのEXP_R定義はカーネルソースの定義とは異なります。私のスクリプトでは実際には1 - exp_kernelです（ここでexp_kernelはカーネルソースの定義です）。最終要素は同じままであるため、最終結果には影響しません。