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概述

本文主要介紹Linux系統(tǒng)CPU負載的查詢和案例分析進行說明。

詳細信息

阿里云提醒您：

如果您對實例或數(shù)據(jù)有修改、變更等風險操作，務必注意實例的容災、容錯能力，確保數(shù)據(jù)安全。

如果您對實例（包括但不限于ECS、RDS）等進行配置與數(shù)據(jù)修改，建議提前創(chuàng)建快照或開啟RDS日志備份等功能。

如果您在阿里云平臺授權或者提交過登錄賬號、密碼等安全信息，建議您及時修改。

注意：本文相關配置及說明已在CentOS 6.5 64位操作系統(tǒng)中進行過測試。其它發(fā)行版的配置可能有所差異，具體情況請參閱相應發(fā)行版的官方文檔。

如果Linux系統(tǒng)的ECS實例CPU持續(xù)保持高使用率，則會對系統(tǒng)穩(wěn)定性和業(yè)務運行造成影響?？梢园慈缦虏襟E進行處理。

定位問題。找到影響CPU使用率過高的具體進程。
分析處理。查看影響CPU使用率過高的進程是否正常，并分類進行處理。
- 對于正常進程：您需要對程序進行優(yōu)化或者升級服務器配置。
- 對于異常進程：您可以手動對進程進行查殺，也可以使用第三方安全工具去查殺。

CPU負載的查詢分析

在Linux系統(tǒng)中，查看進程的常用命令如下所示。本文主要介紹vmstat和top。

vmstat
top
ps -aux
ps -ef

使用vmstat命令查看

通過vmstat命令，從系統(tǒng)維度查看CPU資源的使用情況。命令格式類似如下，表示結果一秒刷新一次。

vmstat -n 1

示例如下。

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0      0 2684984 310452 2364304    0    0     5    17   19   35  4  2 94  0  0
 0  0      0 2687504 310452 2362268    0    0     0   252 1942 4326  5  2 93  0  0
 0  0      0 2687356 310460 2362252    0    0     0    68 1891 4449  3  2 95  0  0
 0  0      0 2687252 310460 2362256    0    0     0     0 1906 4616  4  1 95  0  0

注：返回結果中的主要數(shù)據(jù)列說明如下。

r：表示系統(tǒng)中CPU等待處理的線程。一個CPU每次只能處理一個線程，所以該數(shù)值越大，通常表示系統(tǒng)運行越慢。

us：用戶模式消耗的CPU時間百分比。該值較高時，說明用戶進程消耗的CPU時間比較多。如果該值長期超過50%，則需要對程序算法或代碼等進行優(yōu)化。

sy：內核模式消耗的CPU時間百分比。

wa：IO等待消耗的CPU時間百分比。該值較高時，說明IO等待比較嚴重，這可能磁盤大量作隨機訪問造成的，也可能是磁盤性能出現(xiàn)了瓶頸。

id：處于空閑狀態(tài)的CPU時間百分比。如果該值持續(xù)為0，同時sy是us的兩倍，則通常說明系統(tǒng)面臨CPU資源短缺。

使用top命令查看

登錄Linux實例。

執(zhí)行如下命令，從進程緯度來查看CPU、內存等資源的使用情況。命令格式類似如下。

top

系統(tǒng)顯示類似如下。

top - 17:27:13 up 27 days,  3:13,  1 user,  load average: 0.02, 0.03, 0.05
Tasks:  94 total,   1 running,  93 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.3 us,  0.1 sy,  0.0 ni, 99.5 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.1 st
KiB Mem:   1016656 total,   946628 used,    70028 free,   169536 buffers
KiB Swap:        0 total,        0 used,        0 free.   448644 cached Mem
PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
1 root      20   0       41412   3824    2308 S  0.0  0.4   0:19.01 systemd
2 root      20   0       0      0     0  S  0.0  0.0   0:00.04 kthreadd

針對負載問題，您只需關注回顯的第一行和第三行信息，詳細說明如下。
1. top命令的第一行顯示的內容17:27:13 up 27 days, 3:13, 1 user, load average: 0.02, 0.03, 0.05，依次為系統(tǒng)當前時間、系統(tǒng)到目前為止已運行的時間、當前登錄系統(tǒng)的用戶數(shù)量、系統(tǒng)負載，這與直接執(zhí)行uptime命令查詢結果一致。
2. top命令的第三行會顯示當前CPU資源的總體使用情況，下方會顯示各個進程的資源占用情況。
通過 P 鍵，可以對CPU使用率進行倒序排列，進而定位系統(tǒng)中占用CPU較高的進程。
提示：通過 M 鍵，您可以對系統(tǒng)內存使用情況進行排序。如果有多核CPU，數(shù)字鍵1可以顯示每核CPU的負載狀況。
執(zhí)行如下命令，可以查看每個進程ID對應的程序文件。
```
ll /proc/PID/exe
```

操作案例

案例一：使用top命令終止CPU消耗較大的進程

通過top命令查看系統(tǒng)的負載問題，并定位耗用較多CPU資源的進程，在運行界面快速終止相應的異常進程。

想要終止某個進程，先鍵入小寫字母 k。
輸入想要終止的進程PID，默認為輸出結果的第一個PID。如下圖所示，假如想要終止PID為23的進程，輸入23后回車。

操作成功后，界面會出現(xiàn)類似Send pid 23 signal [15/sigterm]的提示信息讓用戶進行確認。按回車確認即可。

案例二：CPU使用率較低但負載較高

問題描述

當前Linux系統(tǒng)沒有業(yè)務程序運行。通過top命令觀察，發(fā)現(xiàn)CPU很空閑，但是load average卻非常高，如下圖所示。

處理辦法

load average是對CPU負載進行評估的，其值越高說明其任務隊列越長，處于等待執(zhí)行的任務越多。出現(xiàn)此種情況時，可能是由于僵死進程導致的?？梢酝ㄟ^ps -axjf命令查看是否存在 D+ 狀態(tài)進程，該狀態(tài)是指不可中斷的睡眠狀態(tài)。處于該狀態(tài)的進程無法終止，也無法自行退出。只能通過恢復其依賴的資源或者重啟系統(tǒng)來解決。

案例三：kswapd0進程占用CPU較高

操作系統(tǒng)使用分頁機制來管理物理內存。操作系統(tǒng)將磁盤的一部分劃出來作為虛擬內存，由于內存的速度要比磁盤快得多，所以操作系統(tǒng)要按照某種換頁機制將不需要的頁面換到磁盤中，將需要的頁面調到內存中。由于內存持續(xù)不足，這個換頁動作持續(xù)進行。kswapd0是虛擬內存管理中負責換頁的進程，當服務器內存不足的時候kswapd0會執(zhí)行換頁操作，這個換頁操作是十分消耗主機CPU資源的。如果通過top命令發(fā)現(xiàn)該進程持續(xù)處于非睡眠狀態(tài)，且運行時間較長，可以初步判定系統(tǒng)在持續(xù)的進行換頁操作，可以將問題轉向內存不足的原因來排查。