CPU飚高处理经验总结

1. CPU 飙高指标

CPU使用率

• 定义：CPU在单位时间内处于忙碌状态的时间占比（例如70%表示CPU有70%时间在运行任务，30%空闲）。

CPU负载

• 定义：单位时间内处于运行状态或等待CPU的进程数的平均值（如Linux中的1分钟、5分钟、15分钟负载）。

负载VS使用率

• 高使用率 + 高负载：CPU满负荷运行，任务无阻塞（如纯计算任务）。
• 低使用率 + 高负载：可能存在I/O阻塞（如磁盘读写导致进程等待，CPU空闲但任务堆积）。
• 多核系统：负载值需结合CPU核心数判断。例如：
  • 4核CPU负载为4：满负荷；
  • 负载为8：任务数是核心数的2倍，可能存在性能瓶颈。

CPU负载（CPU Load）和CPU使用率（CPU Utilization）是衡量系统性能的两个关键指标，它们既有区别又有联系，通常需要结合分析才能全面理解CPU的工作状态。

CPU指标查看 top命令

top - 10:18:34 up  2:30,  1 user,  load average: 0.56, 0.68, 0.63
任务: 414 total,   1 running, 413 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  1.9 us,  0.5 sy,  0.0 ni, 97.6 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st 
MiB Mem :  15725.1 total,   9377.8 free,   4159.5 used,   3410.3 buff/cache     
MiB Swap:   4096.0 total,   4096.0 free,      0.0 used.  11565.7 avail Mem

• load average：1/5/15分钟的平均负载（参考值：≤ CPU核心数）。

• running：运行中的进程数（CPU繁忙的直接体现）。

• zombie：僵尸进程数（若不为0需排查）。

• us：用户态CPU时间（应用代码消耗）。

• sy：内核态CPU时间（系统调用消耗）。

• id：空闲CPU百分比。

• wa：I/O等待时间（高则可能磁盘瓶颈）。

• 其他命令和快捷键

  • top -p PID1,PID2 监控指定PID的进程
  • top -u username 仅显示指定用户的进程
  • Shift + P 按 CPU使用率 排序（默认）
  • Shift + M 按 内存使用 排序
  • Shift + T 按 进程运行时间 排序

---

2. Java线程导致CPU飙高排查

1. top 命令查看：发现 线程29354 进程CPU飙升

进程号 USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR    %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND                                                                                19323 wjx       20   0 6199220   1.7g 524144 S 120.9  11.2   7:06.38 idea                                                                                   29354 wjx       20   0 7894264  40940  22540 S 100.3   0.3   3:00.07 java

2. top -Hp <PID> 查看指定进程的线程详情，发现线程 29355 线程CPU飙高

29355 wjx       20   0 7894264  40940  22540 R  99.9   0.3   6:48.10 java                                                                                   29354 wjx       20   0 7894264  40940  22540 S   0.0   0.3   0:00.00 java                                                                                   29356 wjx       20   0 7894264  40940  22540 S   0.0   0.3   0:00.00 GC task thread#                                                                        29357 wjx       20   0 7894264  40940  22540 S   0.0   0.3   0:00.00 GC task thread#                                                                        29358 wjx       20   0 7894264  40940  22540 S   0.0   0.3   0:00.00 GC task thread#                                                                        

2. jstack <PID> > thread_29355_dump.txt 导出Java线程dump文件 ，然后根据内容查看哪里占用CPU

Full thread dump OpenJDK 64-Bit Server VM (25.452-b09 mixed mode):"DestroyJavaVM" #20 prio=5 os_prio=0 tid=0x000071169c011000 nid=0xae15 waiting on condition [0x0000000000000000]java.lang.Thread.State: RUNNABLE"Thread-0" #19 prio=5 os_prio=0 tid=0x000071169c98d000 nid=0xae48 runnable [0x000071167fffe000]java.lang.Thread.State: RUNNABLEat com.wangjunxin.ThreadTest.lambda$main$0(ThreadTest.java:19)at com.wangjunxin.ThreadTest$$Lambda$1/1942406066.run(Unknown Source)at java.lang.Thread.run(Thread.java:750)"Service Thread" #18 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x000071169c945800 nid=0xae46 runnable [0x0000000000000000]java.lang.Thread.State: RUNNABLE

日志中nid 就是线程ID的16进制显示，可使用printf '%x\n' 44616 来 输出线程ID 44616 的16进制是 ae48，可以确定导致CPU飙高的原因就是 Thread-0 线程导致。有些工具和网站也可以直接分析堆栈日志，提供更直观的可视化信息。如： https://gceasy.io/ft-index.jsp

---

3. 常见场景与解决方案

场景1：用户态CPU高

• 业务代码存在死循环或低效算法 -> 通过perf/jstack定位代码热点，优化算法或逻辑。
• 第三方库/框架的Bug（如日志库频繁压缩）。-> 升级有问题的库版本。

场景2：内核态CPU高

• 频繁系统调用（如短连接服务大量accept()）。-> 减少系统调用（如批量处理）。
• 文件系统操作（如小文件频繁fsync）。 -> 调整文件系统参数（如noatime）。

场景3：CPU低但负载高

• I/O阻塞（如磁盘慢、数据库查询慢）。 -> 优化I/O（更换SSD、调整MySQL索引）。
• 大量进程等待调度（vmstat中r队列长）。 -> 检查dmesg是否有OOM或进程被杀记录。