CPU性能分析和指标 一、CPU的构成： 1.【lscpu】 
2.【vmstst】 
buff 缓冲：降低和磁盘交互的频率，比如垃圾桶，满了倒垃圾 cache 缓存：更快的取数据，比如家里的药箱，只有常用的药 二、CPU利用率.【top】{他是一个时间百分比，一般的监控是cpu利用的总和，并不能分析是有效利用还是无效利用，要去服务器上看是不是us和sy高} 看下面图：PID这一行的%CPU是逻辑和的利用率，双核可以达到200%，4核的话可以到400% 图中的load是平均时间内1分钟5分钟15分钟内的任务数 
在期间 敲 1 
1.cpu(s):物理核 cps逻辑核 2. us：用户空间 sy：系统空间 ni：进程优先级切换（优先级高的进程会抢占cpu，切换多ni就会高） id：空闲，wa：等待IO读写（磁盘和网络） wa：IO等待（网络和磁盘，wa过高说明磁盘网络出现异常） hi：硬中断（硬件引起的，比如磁盘，网络，键盘，hi超出10%说明cpu有很严重的问题） si：软中断 （cpu陷入到内核空间执行读写数据），他是内核层面的，si很高的话，一定是在做数据读写，可能是死循环，可能在写日志（日志级别低、内核层面的系统调用，此时需要打印内核层面的设备日志） st：虚拟机，用的不多，不用管 us和sy是有效利用率【us高也可能是代码问题，sync和yield会导致高】 其他都是无效利用率 dmesg | grep sda 硬盘 dmesg | more 内核 dmesg | grep eth 网卡日志 dmesg | head -20 输出前 20 行设备日志 dmesg | tail -20 输出后 20 行日志 dmesg | grep -i memory 查看内存日志 dmesg | grep -i usb 查看 usb 日志 dmesg -c 清空缓冲日志 watch “dmesg | tail -20” 实时监控设备日志 日志中出现关键字 oom kill ddos等就是有问题了，就要分析 比如这个，内存溢出，杀死了进程 
这个例子就是写日志，但是没有空间写了，导致si很高 
3.【watch -d cat /proc/interrupts】查看硬中断 
左边的数字是中断号，最右边的是硬件名称，对应绑定的cup 4.【watch -d cat /proc/softirqs】查看软中断 【ethtool -1 eth0】网卡队列 三、进程和线程 1.进程：分配资源 2.线程：任务调度 a.cpu线程【执行调度】 1.cpu的核数表示一次性可以调度的任务数 2.cpu时间片分配 a.2核调度2个任务 b.2核调度20个任务，其中18个任务排队 c.任务越多时间片越少，切换越快，（切换一定伴随cpu中断）导致cpu消耗很高，当时间片用完cpu会切换到下一个任务【被动切换】，下图in是中断，cs是切换 b和c一起就是cpu的上下文切换，计数器【存储任务位置】和寄存器【存储任务数据】 【pidstat -w -p {PID}】查看上下文切换数据 
cswch 主动切换 （内存不足，io有问题） nvcswch 被动切换（时间片用完了） c.load A.平均时间内，系统同步处理的任务数，对应1分钟5分钟15分钟 B.从左到右，递减【负载在增加】反之【负载正在降低】 C.如果双核load现在是2 目前是满载状态，load大于核数，说明是过载状态，是可以处理的，是在排队处理 【vmstst 1 10】 
(1) load=r+b (2) r –>runnable 等待资源 running 等待线程锁 (3) b –>black 拿到了线程锁， 处于不可中断的状态 D.举个例子：【stress-ng -c 20 -t 100】 此时查看top 
b.应用线程【被调度】：将数据编译成cpu可以识别的内存指令，提交cpu，cpu去调度，cpu的核数越多，同步调度的任务数就越多 1.tomcat 2.nginx 3.mysql c.特殊任务对cpu的消耗 1.tomcat长连接到期，线程释放 2.nginx 惊群，线程批量启动和休眠 d.系统调用 敲top，处于用户空间，敲下之后需要内核空间申请数据，切换到内核空间，内核空间会给出一个api让用户调用，在切换到用户空间调用api。->一次调用，两次切换 【strace -o strace.log -tt -p {线程号、进程号}】系统调用日志 e.进程优先级 1.NI：优先级系数，范围-20到+19 【在top下面敲 r 回车 进程号 回车 NI的系数 回车】 2.PR：值越高，优先级越低 3.优先级越高，进程的cpu时间片越多，可以抢占cpu 打java堆栈脚本 bash show-busy-java-threads 上传到服务器，执行可以看到消耗cpu最高的几个线程打出来 总结几个常见的问题： 1.us高：可能是算法问题，函数sync【刷磁盘】和yield【放弃cpu】可能会导致 2.sy高：a.日志频繁读写，如日志权限不够或者路径不存在（cpu利用率会满），日志级别问题。 b.内核故障，如内存问题和网络问题（打印内存日志【dmesg | more】可以看出） c.频繁的系统调用 【strace -o strace.log -tt -p {线程号、进程号}】系统调用日志 3.利用率过低 a.压力不够 b.参数配置-连接池 （1）数据库连接数 （2）中间件队列 （3）tcp队列 c.网络阻塞 （1）tcp （2）socket （3）本地网管 （4）防火墙 4.内核使用不均衡 进程绑定cpu taskset -pc 0-3 pid 进程绑定逻辑核（进程重启时效） 5.无效利用 ni过高：修改进程优先级 wa过高：磁盘分析，网卡分析（切片多不多，cpu轮询数据包的总量） 6.hi 磁盘、网卡（网卡队列，网卡中断绑定） 7.si 内核中断，参考sy CPU常用命令 mpstat mpstat -P {cpu l ALL} mpstat -I SCPU 1 统计软中断 pidstat -w -p 查看进程上下文切换 sar -u 1 5 采集cpu使用率 sar -q 1 5 采集进程队列和负载状态 ps aux | sort -k3nr |head -n 10 按照按照消耗CPU前10排序的进程 perf top 定位cpu热点 watch “dmesg | tail -20” 实时监控设备日志 taskset -pc 0-3 pid 进程绑定逻辑cpu echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu1/online 开启逻辑cpu strace -o strace.log -tt -p 【pid】打印内核日志 sync【刷磁盘】 yield【放弃cpu】 watch -d cat /proc/softirqs 实时查看软中断 watch -d cat /proc/interrupts 统计进程中断的方式 sysstat mpstat【cpu】 vmstat【cpu】 iostat【磁盘】 netstat【网络】 pidstat【进程】
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