写在前面
本文看下CPU使用率相关内容。
1：Linux是如何维护CPU时间的？如何查看CPU使用率?
1.1：Linux是如何维护CPU时间的？
先来看下节拍率的概念，通过HZ表示，一般是100，250，1000这样的值，如下查看：
root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study/jdk1.8.0_152/jdk8u482-b08# grep 'CONFIG_HZ=' /boot/config-$(uname -r) CONFIG_HZ=1000代表每秒会发生1000次切换，这每一次切换，是一次中断，两次中断之间的时间叫做一个滴答，即tick。那么cpu时间片和tick是什么关系呢？是这样子的，linux会将时间片定义为tick的整数值，比如一个时间片等于3*tick，这个时候，一个CPU时间片的长度就是3毫秒了。那CPU时间是通过时间片切换次数，再换算成滴答数，从而得到运行时间的吗？不是的，因为这样计算的结果误差太大了。试想下CPU时间只能以毫秒为单位，力度也太大了。其实CPU时间的计算，在linux中是通过TSC,即time stamp counter来计算的，其计算的精度更高，可以到纳秒级，精度很高很高了。
那么该如何查看CPU时间，通过命令cat /proc/stat | grep ^cpu可以看整个系统的CPU时间，如下:
root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# cat /proc/stat | grep ^cpu cpu 1935124 1976 5114477 4277863 2086 0 20396 0 0 0 cpu0 1935124 1976 5114477 4277863 2086 0 20396 0 0 0每一列的含义如下：
user（通常缩写为 us），代表用户态 CPU 时间。注意，它不包括下面的 nice 时间，但包括了 guest 时间。 nice（通常缩写为 ni），代表低优先级用户态 CPU 时间，也就是进程的 nice 值被调整为 1-19 之间时的 CPU 时间。这里注意，nice 可取值范围是 -20 到 19，数值越大，优先级反而越低。 system（通常缩写为 sys），代表内核态 CPU 时间。 idle（通常缩写为 id），代表空闲时间。注意，它不包括等待 I/O 的时间（iowait）。 iowait（通常缩写为 wa），代表等待 I/O 的 CPU 时间。 irq（通常缩写为 hi），代表处理硬中断的 CPU 时间。 softirq（通常缩写为 si），代表处理软中断的 CPU 时间。 steal（通常缩写为 st），代表当系统运行在虚拟机中的时候，被其他虚拟机占用的 CPU 时间。 guest（通常缩写为 guest），代表通过虚拟化运行其他操作系统的时间，也就是运行虚拟机的 CPU 时间。 guest_nice（通常缩写为 gnice），代表以低优先级运行虚拟机的时间。当然一般我们更关心的是进程的CPU时间，可以通过/proc/[pid]/stat查看。
1.2：如何查看CPU使用率?
我们知道了可以通过查看相关的系统数据来获取不同状态的CPU时间，那么当我们要计算的时候难道要自己来计算吗？这也太麻烦了，当然不用，Linux已经给我们准备好了各种命令了，比如最常用的top，以及pidstat等。
^Croot@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# pidstat 5 1 Linux 6.8.0-106-generic (dongyunqi) 04/03/2026 _x86_64_ (1 CPU) 05:34:43 PM UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command 05:34:48 PM 0 6253 0.00 0.20 0.00 0.20 0.20 0 kworker/u256:2-events_power_efficient 05:34:48 PM 0 6273 0.00 0.20 0.00 0.00 0.20 0 kworker/0:2-events 05:34:48 PM 0 6363 0.00 0.60 0.00 0.00 0.60 0 pidstat Average: UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command Average: 0 6253 0.00 0.20 0.00 0.20 0.20 - kworker/u256:2-events_power_efficient Average: 0 6273 0.00 0.20 0.00 0.00 0.20 - kworker/0:2-events Average: 0 6363 0.00 0.60 0.00 0.00 0.60 - pidstat2：实战CPU问题排查
我们准备如下的程序：
packagedongshi.daddy.zhengxi;importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;importjava.util.Random;publicclassManyCpu{privatestaticList<Long>myList=newArrayList<>();publicstaticvoidmain(String[]args){newThread(()->{while(true){intaa=88888888+newRandom().nextInt(10000);intbb=98888888+newRandom().nextInt(10000);System.out.println(aa*bb);System.out.println((aa+1)*bb);System.out.println(aa*(bb+1));}},"thread-testmanycpu").start();}}编译运行：
root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# javac -d . ManyCpu.java root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# ls cpu_stress.sh dongshi jdk1.8.0_152 ManyCpu.java packages root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# java dongshi.daddy.zhengxi.ManyCpu使用pidstat查看cpu使用率：
root@dongyunqi:/home/dongyunqi# top top - 17:47:35 up 1 day, 8:13, 6 users, load average: 1.71, 1.07, 1.00 Tasks: 230 total, 1 running, 229 sleeping, 0 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 98.0 us, 2.0 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st MiB Mem : 1920.3 total, 292.8 free, 509.6 used, 1296.7 buff/cache MiB Swap: 1899.0 total, 1898.7 free, 0.3 used. 1410.7 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 6723 root 20 0 2375824 41948 16852 S 98.7 2.1 1:26.84 java ...可以看到我们的Java进程，已经占用了98.7%的CPU了，接着来看下进程中哪个线程占用了CPU：
root@dongyunqi:/home/dongyunqi# top -Hp 6723 top - 17:49:19 up 1 day, 8:15, 6 users, load average: 1.18, 1.06, 1.00 Threads: 11 total, 1 running, 10 sleeping, 0 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 98.7 us, 1.3 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st MiB Mem : 1920.3 total, 292.8 free, 509.5 used, 1296.8 buff/cache MiB Swap: 1899.0 total, 1898.7 free, 0.3 used. 1410.8 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 6733 root 20 0 2375824 41948 16852 R 95.3 2.1 2:59.11 thread-testmany ...可以看到线程ID是6733，接着我们需要查看该线程执行的方法是啥，命令jstack [进程id] | grep [线程id十六进制]如下：
红框就是造成CPU高的位置了。
3：不同场景的CPU问题排查实战
排查CPU问题的常见指标如下：
1：用户cpu使用率高 2：syscpu使用率高 3：等待IO CPU使用率 4：中断CPU使用率 5：平均负载 6：上下文切换 7：CPU缓存命中率3.1：用户cpu使用率高
需要注意的是，排查某一类问题，可以用到的命令都不止一个，正所谓条条大路通罗马，但重要的是，当遇到某一类问题时，现有一个清晰的排查思路，然后才是触类旁通，融会贯通，所以不用纠结说，诶这个我用这个命令不是也可以吗？干嘛要用那个命令这种。
3.1.1：Java项目
参考本文2：实战CPU问题排查。用到的命令是：
1：top 定位占用CPU最多的进程 2：top -Hp 定位进程中占用CPU最多的线程 3：printf '%x\n' [线程号] 将线程号转为16进制，因为jstack命令中的线程号是16进制表示的 4：jstack [进程id] | grep [16进制线程号] -A 20 定位出具体的代码位置3.1.2：TODO项目
3.2：syscpu使用率高
3.3：等待IO CPU使用率
参考这篇文章 。
核心思路是，首先通过watch -d utime命令，观察负载的变化情况，发现在不断的升高后，通过命令mpstat -P ALL 5获取看下每个核的CPU利用率情况，发现异常后可以进一步通过pidstat -u 5获取哪个进程占用的CPU利用率高或者时IOWAIT高。再做进一步排查。
3.4：中断CPU使用率
参考 。
如果怀疑是中断造成了CPU使用率高的话，可以通过命令watch -d "/bin/cat /proc/softirqs | /usr/bin/awk 'NR == 1{printf \"%13s %s\n\",\" \",\$1}; NR > 1{printf \"%13s %s\n\",\$1,\$2}'"查看各种软中断的次数，主要还是看是否在一直增大。一般出问题的是NET_*相关的，即网络发包和收包。
3.5：平均负载
参考这篇文章 。
核心思路是，首先通过watch -d utime命令，观察负载的变化情况，发现在不断的升高后，通过命令mpstat -P ALL 5获取看下每个核的CPU利用率情况，发现异常后可以进一步通过pidstat -u 5获取哪个进程占用的CPU利用率高或者时IOWAIT高。再做进一步排查。
3.6：上下文切换
点我 。
观察到CPU高，如果是怀疑上下文切换造成的，可以使用命令vmstat 1观察上下文切换次数，如果是超过一万，并且在不断增加的话，基本可以断定，上下文切换次数过多了。接着可以通过pidstat -wt 1命令看下哪个进程上下文切换次数过多了。
3.7：CPU缓存命中率
写在后面
参考文章列表
多知道一点
CPU问题排查可能用到的命令：
iowait高会导致CPU利用率高吗？
不会。cpu使用率一般是user+sys的总和，如下图:
iowait高可能会导致负载高，因为iowait参数计算负载值。因为iowait的线程或进程处于不可打断状态。这里只是一个状态而已，可以认为时一个特殊的标记吧，因此当有其他线程或进程需要CPU资源时依然会切换过去执行。
另外注意，iowait 特指等待磁盘 I/O 的时间，与网络 I/O 完全无关。这可能是一个常见的误区，至少我开始是这样认为的。
