Linux：CPU使用率100%排查方法
| 導讀 | Linux作為一個多工作業系統，將每個CPU的時間劃分為很短的時間片，再通過排程器輪流分配給各個任務使用，因此造成多工同時執行的錯覺。 |
CPU使用率
Linux作為一個多工作業系統，將每個CPU的時間劃分為很短的時間片，再通過排程器輪流分配給各個任務使用，因此造成多工同時執行的錯覺。
為了維護CPU時間，Linux通過事先定義的節拍率（核心中表示為HZ），觸發時間中斷，並使用全域性變數Jiffies記錄了開機以來的節拍數。每發生一次時間中斷，Jiffies
節拍率HZ是核心的可配選項，可以自定義配置，可通過
/boot/config來查詢
$ grep 'CONFIG_HZ=' /boot/config-$(uname -r) CONFIG_HZ=1000
CPU使用率有很多重要指標，具體含義如下：
user（通常縮寫為us），代表使用者態CPU時間。注意，它包括下面的nice時間，但包括了guest時間。
nice（通常縮寫為ni），代表低優先順序使用者態CPU時間，也就是程序的nice值被調整為1-19之間是的CPU時間。
system（通常縮寫為sys），代表核心態CPU時間
idle（通常縮寫為id），代表空閒時間。注意，它不包括I/O等待時間（iowait
iowait（通常縮寫為wa），代表等待I/O的CPU時間
irq（通常縮寫為hi），代表處理硬中斷的CPU時間
softirq（通常縮寫為si），代表處理軟中斷的CPU時間
steal（通常縮寫為st），代表當系統執行在虛擬機器中的時候，被其他虛擬機器佔用的CPU時間
guest（通常縮寫為guest），代表通過虛擬化執行其他作業系統的時間，也就是執行虛擬機器的CPU時間
而我們通常所說的CPU使用率，就是除了空閒時間外的其他時間佔總CPU時間的百分比，用公式表示為：
上面這個計算方式是不具備參考意義的，因為總CPU時間是機器開機以來的，事實上，為了計算CPU使用率，效能工具都會取間隔一段時間（比如5秒）的兩次值，做差後，再計算出這段時間內的平均CPU使用率，即：
不過需要注意的是，效能分析工具給出的都是間隔一段時間的平均CPU使用率，所以要注意間隔時間的設定，特別是多個工具對比分析時，需要保證它們的間隔時間是相同的。
比如，對比一下top和ps這兩個工具報告的CPU使用率，預設的結果可能不一樣，因為top預設使用3秒時間間隔，而ps使用的卻是程序的整個生命週期。
檢視CPU使用率的方法
知道了cpu使用率的含義後，我們再來看看要怎麼檢視CPU使用率，說道檢視cpu使用率效能工具，首先會想到ps、top。
top顯示了系統總體的CPU和記憶體使用情況，以及各個程序的資源使用情況
ps則是顯示了每個程序的資源使用情況
比如，top的輸出格式：
需要注意的，top預設顯示的所有CPU的平均值，這個時候只需要按下數字1，就可以切換到每個CPU的使用率了。
繼續往下看，空白行之後是程序的實時資訊，每個程序都有一個%CPU列，表示程序的CPU使用率，它是使用者態和核心態CPU使用率的總和，包括程序使用者空間、使用的CPU、通過系統呼叫執行的核心空間CPU、以及在就緒佇列等待執行的CPU。
分析程序的命令，比如pidstat，改命令包括：
使用者態CPU使用率（%user）
核心態CPU使用率（%system）
執行虛擬機器CPU使用率（%guest）
等待CPU使用率（%wait）
以及總的CPU使用率（%CPU）
CPU使用率過高怎麼辦
通過top、ps、pidstat等工具，可以找到具體的程序，但如果還想知道是程式碼中的哪個函式呢？找到它，才能更高效、更有針對性地進行優化
。
推薦使用系統內建的perf工具，它以效能事件取樣作為基礎，不僅可以分析系統的各種事件和核心效能，還可以用來分析指定應用程式的效能問題。
第一種常用方法是perf top
輸出結果中，第一行包含三個資料，分別是取樣數（Samples）、事件型別（Event）和事件總數量（Event count）。
再往下看是一個表格資料，每一行包含四列，分別是：
第一列Overhead，是該符號的效能事件在所有采樣中的比例，用百分比表示
第二列Shared，是該函式或指令所在的動態共享物件，如核心、程序名、動態連結庫名等
第三列Object，是動態共享物件的型別，比如[.]表示使用者空間可執行程式、或者動態連結庫，而[k]則表示核心空間
最後一列Symbol是符號名，也就是函式名。當函式名未知時，用十六進位制的地址表示
第二種用法，就是perf record和perf report。perf top雖然實時展示了系統的效能資訊，但它的缺點是並不儲存資料，也就是無法用於離線或者後續的分析，而record則提供了儲存資料的功能，儲存資料後，使用perf report解析展示。
原文來自： https://www.linuxprobe.com/linux-cpu-clearancemethod.ht