CPU飙高调优知识

CPU的load和使用率基础概念：

        参考：https://www.cnblogs.com/rexcheny/p/9382396.html

1. 什么是CPU load：

• 一段时间内处于可运行状态和不可中断状态的进程平均数量。
• 可运行分为正在运行进程和正在等待CPU的进程，状态为R；不可中断则是它正在做某些工作不能被中断比如等待磁盘IO等，其状态为D，它是从另外一个角度体现CPU的使用状态。

理想的CPU load是多少：

• 它跟CPU核心数量有关，理想情况下，一个核心被一个进程占用。
• 如果4个核心，跑4个进程，此时Load是4但是也不高。如果2个核心，依然跑4个进程，这就意味着有一半进程在某一个时刻抢不到CPU，这时候Load还是4，如果是短期状态还无所谓，如果长期是这个状态你就要注意了。

查看Linux系统物理CPU个数、核心数和逻辑CPU个数：

总核数 = 物理CPU个数 * 每个物理CPU的核心数

总逻辑CPU数 = 物理CPU个数 * 每个物理CPU的核心数 * 超线程数量

查看物理CPU个数：

cat /proc/cpuinfo| grep "physical id"| sort| uniq| wc -l

查看每个物理CPU中的核心数：

cat /proc/cpuinfo| grep "cpu cores"| uniq

查看逻辑CPU的个数：

cat /proc/cpuinfo| grep "processor"| wc -l

获取CPU总核数：

grep -c 'model name' /proc/cpuinfo

2. 什么是CPU使用率：

• 利用率是一段时间内CPU被占用的情况。

CPU负载高利用率低：

• 说明等待执行的任务很多，但是通常任务多CPU使用率也会比较高，如果低就说明CPU根本没工作，哪些很多的任务处于等待状态，可能进程僵死了。
• 可以通过命令ps –axjf查看是否存在D状态的进程，该状态时不可中断的睡眠状态。这种状态无法被kill。而有时候通过top命令也看不出来，只能显示LOAD高，但是没有哪个进程的CPU使用率明显高，你可以通过ps –ux来查看。

CPU利用率高负载低：

• 说明任务少，但是任务执行时间长，有可能是程序本身有问题，如果没有问题那么计算完成后，则利用率会下降。

3. 相关知识：

CPU核心数与线程数的区别：

• 核心数：指CPU的物理核心数，是硬件上存在有几个核心。
• 线程数：是一种逻辑的概念，也就是模拟出的CPU核心数。CPU的线程数概念仅仅只针对Intel的CPU才有用，因为它是通过Intel超线程技术来实现的，最早应用在Pentium4上。

什么是超线程：

• 超线程（HT）：超线程和多线程不同，多线程是程序方面的属于软的代码级别的，超线程是硬件架构方面的，通过控制器来模拟逻辑核心。

超线程有什么作用：

• 为了提高效率，更高的榨干控制器的运行能力。
• 因为任务过来之后很多时候不是马上就能由运算器进行计算的，它还需要其他资源比如网络传输过来的数据或者是硬盘中的数据，那么此时运算器就闲着，为了更大限度利用运算器，我可以设置2个控制器对应一个运算器，其中一个控制器处理的程序需要等待数据的时候，如果另外一个控制器处理的程序不需要等待或者数据已经准备好，那么就可以立即发送给运算器进行计算。

调优命令及工具：

1. 命令：

查看进程中哪个线程使用率高：

top -pH pid 看 %CPU

vmstat 报告虚拟内存状态的统计信息命令：

vmstat 1 6 -w ->（间隔1秒，一共6次，宽输出模式）

查看队列长度，r表示运行和等待CPU时间片的进程数量；b表示等待资源的进程数量比如IO、或者内存交互等。

vmstat 命令_vmstat命令-CSDN博客

2. 工具：

Jstack命令

fastThread线上工具

CPU飙高原因总结：

• 1. CPU发生了大量计算。
  • 表现1：大量线程在等待计算结果，CPU一直在计算，会影响后序线程。
  • 表现2：死循环导致大量计算
• 2. 频繁GC
• 3. 死锁
• 4. 线程数打满
  • 表现1：多个耗时长的操作一直占用线程不释放（专业术语：线程处于等待状态），最后导致线程数打满。 例如：《序列化问题引起的应用服务CPU飙高》