linux的loadavg计算在低负荷时存在严重系统误差

系统负荷是bbs开发者最关心的问题之一. 我曾经一直为
一个简单的问题困扰. 为什么load在1以后增长比0.1左右
时增长要快得多?

比如bbs在线100人时load可能是15分钟load平均值是0.01,
而在线200人时就达到了0.1, 当然bbs本身有一部分原因.
但经研究发现这里更重要的原因是linux得loadavg算法本身
存在的巨大系统误差.(不考虑它5秒采样引起的随机误差)

linux的loadavg采用定点计算，整数部分10bit(这是前面提
到过的load>1024时溢出的原因), 小数部分11bit. 按理说有
效位数可以达到小数点后第3位.

但实际上, loadavg15在真实load<0.1时已经非常得不准确.
误差来源是定点代替浮点引起的舍入误差. 这个系统误差可
以用解析或数值的的方法计算出来. 也可以用实测的方法得
到.

已经把这个bug提交给了linux kernel dev小组, 不知他们
会不会做改进.

真实平均负荷    loadavg15 给出值的平均          误差
1.00            0.91                            9%
0.60            0.55                            8%
0.30            0.26                            12%
0.20            0.17                            17%
0.100           0.071                           29%
0.090           0.043                           52%
0.080           0.017                           78%
0.070           0.0087                          87%
0.060           0.0050                          92%

真实负荷0.06时, loadavg15给出的值已经比真实值小了10倍,
误差已经大得失去了意义.
                                  
loadavg1的情况要好得多:

真实平均负荷    loadavg1 给出值的平均           误差
1.00            0.994                           0.6%
0.60            0.597                           0.6%
0.30            0.297                           1%
0.20            0.197                           1%
0.10            0.097                           3%
0.05            0.047                           6%
--
FROM dsl.nju.edu.cn