Day 11: 软中断深入分析 (Softirq Deep Dive — NET_RX)

所属阶段：阶段 4 — CPU 与软中断

今日目标

深入理解软中断（Softirq）机制——它是什么、为什么它能让 CPU0 跑到 80%，以及怎么观测。

什么是软中断

硬件中断（Hard IRQ）处理时间必须极短（微秒级），否则会阻塞其他中断。耗时的网络协议栈处理（TCP/IP 解析、socket 唤醒）被推迟到软中断（Softirq）上下文执行。

网卡收包流程:
  硬件中断 → NAPI poll → 软中断 NET_RX → 内核协议栈 → socket 就绪 → epoll 唤醒

要做什么

1. 用 mpstat 观测 %soft

mpstat -P ALL 1
# %soft 列 = 软中断占用的 CPU 比例

2. 用 /proc/softirqs 确认类型

watch -n 1 'cat /proc/softirqs'

输出示例（截取关键行）：

          CPU0       CPU1     ...      CPU7
NET_RX: 58392013  0             0      0     ← 全部在 CPU0！
NET_TX: 1203847   15            8      12    ← 发送也偏斜

3. 用 /proc/interrupts 向上溯源

cat /proc/interrupts | grep -E 'CPU0|eth0'
# 网卡的中断计数全部在 CPU0

关键概念

概念	含义	观测方式
%soft	软中断 CPU 占比	mpstat -P ALL
NET_RX	收包软中断	/proc/softirqs
NET_TX	发包软中断	/proc/softirqs
IRQ affinity	硬中断 CPU 亲和	/proc/irq/<N>/smp_affinity

问题定位结论

高流量 → 网卡频繁硬中断 → CPU0（IRQ 默认亲和） → 大量软中断 NET_RX → CPU0 %soft = 80%
→ 其他 7 个核闲置

关键指标记录

指标	CPU0	CPU1-7
%soft	~80%	~1%
NET_RX/秒	数百万	~0

一句话总结：%soft 飙高不是 CPU 不够用，而是中断全部默认路由到一个核——硬件中断→软中断→协议栈这个链条全部锁死在 CPU0，理解清楚这个机制后，明天用 RSS 多队列来分流。