如何通过分析 top 指令 中的 %si(软中断)调优 worker 的并发分布

大婷大大_3985

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2026-05-25

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当%si持续偏高(>10%~15%)且集中在少数cpu核时,表明net_rx软中断成瓶颈,需通过rps、绑定worker、调优netdev_budget(千兆60–120/万兆120–240)与backlog协同优化。

如何通过分析 top 指令 中的 %si(软中断)调优 worker 的并发分布

当 %si 在 top 中持续偏高(例如 >10%~15%),尤其集中在某几个 CPU 核上,说明软中断(尤其是 NET_RX)正在成为瓶颈,而 Nginx、Redis 或其他 worker 模型服务的并发处理能力会因此被拖慢——不是 CPU 算力不够,而是大量时间被内核收包、协议栈处理占用,worker 进程得不到及时调度。此时调优 worker 并发分布,核心是让 worker 与软中断处理在 CPU 层面协同,而非竞争。

先确认 %si 是否真由网络软中断主导

运行 cat /proc/softirqs,重点看 NET_RX、TIMER、SCHED 三列数值。若 NET_RX 占比超 80%,且某 CPU(如 CPU1)的该值远高于其他核(例如 120 万 vs 其他核均 net_rx_action 抢占。

绑定 worker 进程到非高 si 的 CPU

避开软中断热点核,把业务 worker 分散到低负载核上,能显著减少上下文切换和延迟抖动:

  • Nginx 使用 worker_cpu_affinity 显式绑定,例如 4 核机器中 CPU1 软中断高,则配置:
    worker_cpu_affinity 0001 0100 1000;(跳过 CPU1,用 0/2/3)
  • 自研服务启动时加 taskset -c 0,2,3 ./app,限制可用 CPU
  • 若使用 systemd,可在 service 文件中设置 CPUAffinity=0 2 3

启用 RPS 并对齐 worker 分布

RPS(Receive Packet Steering)能在软件层把软中断分发到多个 CPU,但必须与 worker 分布匹配,否则出现“包在 A 核处理,worker 在 B 核等待”的跨核缓存失效:

  • 开启 RPS:写掩码到对应网卡队列,例如 echo f > /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_cpus(启用 CPU0–3)
  • 确保 /proc/sys/net/core/rps_cpu_mask 非空(推荐设为 ff 或按实际 CPU 数设)
  • worker 进程数建议 ≤ 启用 RPS 的 CPU 数;若启用了 3 个 CPU 处理软中断,worker 最好也控制在 3 个并分别绑定

配合调整 netdev_budget 与 backlog

net.core.netdev_budget 控制单次软中断最多处理多少包,默认 300。设得过大(如 600)会让单次 __do_softirq 占用太久,反而卡住 worker 调度:

  • 千兆网卡建议设为 60–120,万兆设为 120–240
  • 同步增大 net.core.netdev_max_backlog 至 ≥5000,避免丢包转为延迟
  • 仅调 budget 不开 RPS,效果有限;必须软中断能分发,worker 才能真正受益
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