一、什么是CPU的使用率
1、你最常用什么指标来描述系统的CPU性能？
我想你的答案，可能不是平均负载，也不是CPU上下文切换，而是另一个更直观的指标CPU使用率
CPU使用率到底是怎么算出来的吗？
1、如何设置节拍率
[root@luoahong ~]# grep 'CONFIG_HZ=' /boot/config-$(uname -r) CONFIG_HZ=1000
2、内核提供的用户节拍率是多少？
USER_HZ=100
为了方便用户控件程序，内核还提供了一个用户控件的节拍率，它总是固定为100，也就是1/100秒，这样，用户控件程序并需要关系内核中HZ被设置成了多少
4、如何查看用户控件系统内部状态信息
[root@luoahong ~]# cat /proc/stat | grep ^cpu cpu 62143 14 10857 931923 669 0 3498 0 0 0 cpu0 31506 4 5649 467020 228 0 628 0 0 0 cpu1 30637 10 5207 464903 441 0 2870 0 0 0 [root@luoahong ~]#
这里的输出结果是一个表格，其中，第一列表示的是CPU编号，如CPU0、CPU1，而第一行没有编号的CPU
表示的是所有CPU的累加
二、CPU使用率公式
我们通常所说的 CPU使用率，就是除了空闲时间外的其他时间占总CPU时间的百分比，用公式来表示就是
1、直接用/proc/stat 的数据，算的是什么时间段的 CPU使用率吗？
看到这里，你应该想起来了，这是开机以来的节拍数累加值，所以直接算出来的，是开机以来的平均CPU使用率，一般没啥参考价值
2、性能工具是如何计算CPU使用率的
事实上，为了计算机CPU使用率,性能能工具一般都会间隔一段时间（比如 3 秒）的两次值，做差后，再计算出这段时间的平均CPU使用率
各种性能工具所看到的CPU使用率的实际计算方法如下
性能分析工具给出的都是间隔一段时间的平均CPU使用率，所以要注意间隔时间的设置，特别是用多个工具对比分析时，
你一定要保证他们用的是相同的间隔时间
三、怎么查看CPU使用率
1、top显示系统总体CPU使用情况
top显示了系统总体的CPU和内存使用情况，以及各个进程的资源使用情况
# 默认每 3 秒刷新一次 $ top top - 11:00:25 up 1:35, 2 users, load average: 0.00, 0.01, 0.18 Tasks: 131 total, 1 running, 130 sleeping, 0 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 0.0 us, 0.2 sy, 0.0 ni, 99.7 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.2 si, 0.0 st KiB Mem : 8056848 total, 5665852 free, 688220 used, 1702776 buff/cache KiB Swap: 2097148 total, 2097148 free, 0 used. 6945016 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 10150 polkitd 20 0 1267680 201924 9372 S 1.0 2.5 0:39.33 mysqld 9906 mysql 20 0 1119708 184904 5824 S 0.7 2.3 0:32.89 mysqld 8041 root 20 0 300896 6384 4956 S 0.3 0.1 0:28.40 vmtoolsd ...
2、top图解
3、 pidstat分析每个进程CPU使用情况
top并没有细分进程的用户态CPU和内核态CPU，那要怎么查看每个进程的详细情况呢？
# 默认每 3 秒刷新一次 $ top top - 11:00:25 up 1:35, 2 users, load average: 0.00, 0.01, 0.18 Tasks: 131 total, 1 running, 130 sleeping, 0 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 0.0 us, 0.2 sy, 0.0 ni, 99.7 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.2 si, 0.0 st KiB Mem : 8056848 total, 5665852 free, 688220 used, 1702776 buff/cache KiB Swap: 2097148 total, 2097148 free, 0 used. 6945016 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 10150 polkitd 20 0 1267680 201924 9372 S 1.0 2.5 0:39.33 mysqld 9906 mysql 20 0 1119708 184904 5824 S 0.7 2.3 0:32.89 mysqld 8041 root 20 0 300896 6384 4956 S 0.3 0.1 0:28.40 vmtoolsd ... Average: 999 10150 0.20 0.40 0.00 0.00 0.60 - mysqld Average: 0 11747 0.40 1.59 0.00 0.00 1.98 - pidstat
4、pidstat命令图解
最后的Average部分，还计算了5组数据的平均值
四、CPU使用率过高怎么办？
1、分析思路
1、如何轻松找到CPU使用率过高的进程
通过top、ps 、pidstat等工具
2、占用CPU高的到底是代码里的那个函数？
perf和GDB
3、那么哪种工具适合在第一时间分析进程的 CPU 问题呢？
perf是Linux 2.6.31 以后内置的性能分析工具，它以性能事件采样为基础，不仅可以分析系统的各种事件和内核性能，还可以用来分析制定应用程序的性能问题
2、实时显示占用CPU时钟最多的函数
实时显示占用CPU时钟最多的函数或者指令，因此可以用来查找热点函数
[root@luoahong ~]# perf top Samples: 724 of event 'cpu-clock', Event count (approx.): 125711088 Overhead Shared Object Symbol 45.11% [kernel] [k] generic_exec_single ...
采样数需要我们特别注意，如果采样数过少（比如只有十几个），那下面的排序和百分比就没什么实际参考价值了
3、perf命令详解
虽然实时展示了系统的性能信息，但它的缺点并不能保存数据，也就无法离线或者后续的分析，而perf record
则提供了保存数据的功能，保存后的数据，需要你用perf report解析展示
4、离线和后续分析占用CPU时钟最多的函数
perf record # 按 Ctrl+C 终止采样 [root@luoahong ~]# perf report Samples: 5K of event 'cpu-clock', Event count (approx.): 1332500000 Overhead Command Shared Object Symbol 97.15% swapper [kernel.kallsyms] [k] native_safe_halt 0.49% swapper [kernel.kallsyms] [k] _raw_spin_unlock_irqrestore 0.36% vmtoolsd libvmtools.so.0.0.0 [.] Backdoor_InOut 0.34% swapper [kernel.kallsyms] [k] __do_softirq 0.17% swapper [kernel.kallsyms] [k] tick_nohz_idle_exit 0.13% swapper [kernel.kallsyms] [k] tick_nohz_idle_enter 0.13% vmtoolsd [kernel.kallsyms] [k] _raw_spin_unlock_irqrestore 0.11% kworker/0:1 [kernel.kallsyms] [k] _raw_spin_unlock_irqrestore 0.11% vmtoolsd libvmtools.so.0.0.0 [.] BackdoorHbOut 0.08% dockerd [kernel.kallsyms] [k] _raw_spin_unlock_irqrestore 0.08% vmtoolsd [kernel.kallsyms] [k] __do_softirq 0.06% kworker/1:2 [kernel.kallsyms] [k] queue_delayed_work_on 0.06% vmtoolsd [kernel.kallsyms] [k] format_decode 0.04% irqbalance [kernel.kallsyms] [k] cap_mmap_file 0.04% kworker/0:0 [kernel.kallsyms] [k] ata_sff_pio_task 0.04% kworker/1:2 [kernel.kallsyms] [k] _raw_spin_unlock_irqrestore 0.04% mysqld mysqld [.] fts_optimize_words 0.04% swapper [kernel.kallsyms] [k] rcu_idle_exit 0.04% vmtoolsd libvmtools.so.0.0.0 [.] BackdoorHbIn 0.02% dockerd [kernel.kallsyms] [k] __do_softirq 0.02% in:imjournal rsyslogd [.] 0x0000000000016f90 0.02% irqbalance [kernel.kallsyms] [k] __fsnotify_parent 0.02% irqbalance [kernel.kallsyms] [k] _raw_spin_unlock_irqrestore 0.02% irqbalance [kernel.kallsyms] [k] copy_user_generic_unrolled 0.02% irqbalance [kernel.kallsyms] [k] native_flush_tlb_single 0.02% irqbalance [kernel.kallsyms] [k] unmap_page_range Tip: For tracepoint events, try: perf report -s trace_fields
在实际使用中，我们还经常为perf top和perf record加上-g参数，开启调用关系的采样，方便我们根据调用链分析西能问题