最近，某团外卖的大数据销售火爆。 所谓大数据的销售历史，就是平台用户的数据，分析你是不是钱多的人，或者是不讲究价格的人。 如果是这样的话，买同样的东西会比普通用户贵一些。 一般情况下，不特意比较价格很难发现，所以平台利用它额外赚钱。 说来很可笑，我们作为平台的资深用户，从平台背后偷偷获利。
但大数据成熟已经屡见不鲜，实际上，大多数大平台都存在这种现象，没办法，这才是真正的互联网。
刹车，大数据杀戮的话题到此为止，我们还是回到今天的技术主题：什么是软中断？
什么是中断？ 我们先看看什么是中断吧？ 在计算机中，中断是系统用来响应硬件设备请求的机制，操作系统从硬件接收中断请求，中断正在运行的进程，调用内核中的中断处理程序来响应请求
这样的说明可能太学术了，容易云里雾里，但我会举出在生活中送外卖的例子。
舒适的时间中午运完砖，肚子饿了，点了白切鸡外卖。 这次带来了闪光点。 我对某个群体的大数据不太熟悉。 虽然平台会显示配送的进展情况，但我也不能一直当傻瓜。 时间很重要。 当然还得做点别的。 配送到达后，配送人员会用“电话”通知我们。 电话响了，停下手里的事去拿外卖。
这里的电话，其实是应对电脑里的中断。 没接电话的时候，我可以做其他的。 我刚接到电话，也就是发生了中断，我就停下目前的事情，去拿别的事情，也就是外卖。
通过该实例可以看出，中断是一种异步事件处理机制，可以提高系统的并发处理能力。
操作系统接收到中断请求，中断其他进程的执行，因此请参阅中断请求的响应程序，也就是中断处理程序，要尽可能快的执行完，这样可以减少对正常进程运行调度地影响。
另外，当中断处理程序响应中断时，它可能会“暂时关闭”中断。 这意味着中断处理程序既短又快，因为在当前中断处理程序未运行之前，它无法响应系统中的其他中断请求，这意味着可能会丢失中断。
还是回到外卖的例子吧。 在舒适的时间一到晚上又点了外卖。 这次为了犒劳自己，点了龙虾和奶茶两个外卖。 然后，不同的配送员配送。 问题是，第一个外卖送到的时候，送货员给我打了很长时间的电话，说了很多杂七杂八的话。 例如，获得好评的时候，另一个配送员也想给我打电话。
很明显，此时，第二个配送员因为我正在通话，所以当然无法挂断我的电话。 他试了几次之后，可能就走了。
什么是软中断？ 如前所述，中断请求的处理程序应该短而快，以减少对正常进程执行时间表的影响。 此外，中断处理程序可能会临时关闭中断。 在这种情况下，如果中断处理程序运行时间过长，则在未运行中断处理程序之前，当前来自其他设备的中断请求可能会丢失。
其Linux系统为了解决中断处理程序执行过长和中断丢失的问题，将中断过程分成了两个阶段，分别是「上半部和下半部分」
上半部用来快速处理中断一般暂时关闭中断请求，主要处理与硬件密切相关或时间敏感的事情。
下半部用来延迟处理上半部未完成的工作通常作为“内核线程”工作。
在刚才的外卖例子中，因为第一个配送员长时间和我通话，所以第二个配送员没能打我的电话。 其实，当我接到第一个送货员的电话时，我现在下楼，剩下的事情，等我们见面再说(上半部分)，挂了电话，到了楼下，可以送外卖，或者跟送货员说点别的
这样的话，第一个送货员就不会在我的手机上占用太多时间，第二个送货员正好来的时候，大概率会打我的电话。
再举一个计算机的例子，一个常见的网卡接收网络数据包的例子。
当网卡收到网络包时，它通过硬件中断通知内核新数据已到达，内核调用相应的中断处理程序来响应事件。 这个活动的处理也分为上半部分和下半部分。
上面部分为了进行高速处理，请将网卡的数据读取到内存中，将状态更新为表示数据已读取到内存中的状态值等，更新硬件寄存器的状态。
然后，内核调用软中断，将耗时复杂的事情交给“软中断处理程序”。 也就是说，中断的下半部分主要是从内存中查找网络数据，根据网络协议栈对网络数据进行分层分析和处理，最后将数据发送到APP应用程序。
因此，中断处理程序的上半部分和下半部分可以理解为如下。
上半部直接处理硬件请求，也就是硬中断
下半部是由内核触发，也就说软中断主要负责上半部分未完成的工作，通常是一件很费时间的事情，特点是延迟执行；
另一个区别在于，硬中断(上半部分)会中断CPU正在执行的任务，然后立即运行中断处理程序。 软中断(下半部分)在内核线程上运行，每个CPU对应一个软中断内核线程。 名字通常是“ksoftirqd/CPU号码”，例如
0 号 CPU 对应的软中断内核线程的名字是 ksoftirqd/0
不过，软中断不只是包括硬件设备中断处理程序的下半部，一些内核自定义事件也属于软中断，比如内核调度等、RCU 锁（内核里常用的一种锁）等。
系统里有哪些软中断？
在 Linux 系统里，我们可以通过查看 /proc/softirqs 的 内容来知晓「软中断」的运行情况，以及 /proc/interrupts 的 内容来知晓「硬中断」的运行情况。
接下来，就来简单的解析下 /proc/softirqs 文件的内容，在我服务器上查看到的文件内容如下：
你可以看到，每一个 CPU 都有自己对应的不同类型软中断的累计运行次数，有 3 点需要注意下。
第一点，要注意第一列的内容，它是代表着软中断的类型，在我的系统里，软中断包括了 10 个类型，分别对应不同的工作类型，比如 NET_RX 表示网络接收中断，NET_TX 表示网络发送中断、TIMER 表示定时中断、RCU 表示 RCU 锁中断、SCHED 表示内核调度中断。
第二点，要注意同一种类型的软中断在不同 CPU 的分布情况，正常情况下，同一种中断在不同 CPU 上的累计次数相差不多，比如我的系统里，NET_RX 在 CPU0 、CPU1、CPU2、CPU3 上的中断次数基本是同一个数量级，相差不多。
第三点，这些数值是系统运行以来的累计中断次数，数值的大小没什么参考意义，但是系统的中断次数的变化速率才是我们要关注的，我们可以使用 watch -d cat /proc/softirqs 命令查看中断次数的变化速率。
前面提到过，软中断是以内核线程的方式执行的，我们可以用 ps 命令可以查看到，下面这个就是在我的服务器上查到软中断内核线程的结果：
可以发现，内核线程的名字外面都有有中括号，这说明 ps 无法获取它们的命令行参数，所以一般来说，名字在中括号里到，都可以认为是内核线程。
而且，你可以看到有 4 个 ksoftirqd 内核线程，这是因为我这台服务器的 CPU 是 4 核心的，每个 CPU 核心都对应着一个内核线程。
如何定位软中断 CPU 使用率过高的问题？
要想知道当前的系统的软中断情况，我们可以使用 top 命令查看，下面是一台服务器上的 top 的数据：
上图中的黄色部分 si，就是 CPU 在软中断上的使用率，而且可以发现，每个 CPU 使用率都不高，两个 CPU 的使用率虽然只有 3% 和 4% 左右，但是都是用在软中断上了。
另外，也可以看到 CPU 使用率最高的进程也是软中断 ksoftirqd，因此可以认为此时系统的开销主要来源于软中断。
如果要知道是哪种软中断类型导致的，我们可以使用 watch -d cat /proc/softirqs 命令查看每个软中断类型的中断次数的变化速率。
一般对于网络 I/O 比较高的 Web 服务器，NET_RX 网络接收中断的变化速率相比其他中断类型快很多。
如果发现 NET_RX 网络接收中断次数的变化速率过快，接下里就可以使用 sar -n DEV 查看网卡的网络包接收速率情况，然后分析是哪个网卡有大量的网络包进来。
接着，在通过 tcpdump 抓包，分析这些包的来源，如果是非法的地址，可以考虑加防火墙，如果是正常流量，则要考虑硬件升级等。
总结
为了避免由于中断处理程序执行时间过长，而影响正常进程的调度，Linux 将中断处理程序分为上半部和下半部：
上半部，对应硬中断，由硬件触发中断，用来快速处理中断；
下半部，对应软中断，由内核触发中断，用来异步处理上半部未完成的工作；
Linux 中的软中断包括网络收发、定时、调度、RCU 锁等各种类型，可以通过查看 /proc/softirqs 来观察软中断的累计中断次数情况，如果要实时查看中断次数的变化率，可以使用 watch -d cat /proc/softirqs 命令。
每一个 CPU 都有各自的软中断内核线程，我们还可以用 ps 命令来查看内核线程，一般名字在中括号里面到，都认为是内核线程。
如果在 top 命令发现，CPU 在软中断上的使用率比较高，而且 CPU 使用率最高的进程也是软中断 ksoftirqd 的时候，这种一般可以认为系统的开销被软中断占据了。
这时我们就可以分析是哪种软中断类型导致的，一般来说都是因为网络接收软中断导致的，如果是的话，可以用 sar 命令查看是哪个网卡的有大量的网络包接收，再用 tcpdump 抓网络包，做进一步分析该网络包的源头是不是非法地址，如果是就需要考虑防火墙增加规则，如果不是，则考虑硬件升级等。