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Linux CPU 性能瓶颈分析方法

舞夢輝影

舞夢輝影

发布时间:2026-02-15 14:53:17

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来源于php中文网

原创

load average 高不等于 cpu 忙:它统计可运行和不可中断(d状态)进程数;若 r 值小但 load 高,多为 i/o 卡住导致 d 进程堆积,需用 ps 查 d 进程并定位阻塞设备。

linux cpu 性能瓶颈分析方法

怎么看 load average 是真高还是假警报

平均负载高不等于 CPU 忙——它统计的是「可运行 + 不可中断(D 状态)」进程数,和 CPU 利用率没有直接换算关系。比如一个进程卡在磁盘 I/O 上(D 状态),它会拉高 load,但 %us%sy 可能都很低。

  • 先跑 uptime 或看 top 右上角:如果 load average > 逻辑 CPU 数(grep -c processor /proc/cpuinfo),才值得往下查
  • 再看 vmstat 1r 列:它只统计等待 CPU 的进程数(不含 D 状态)。如果 r 长期 > CPU 核数,才是真 CPU 饱和;如果 r 很小但 load 很高,大概率是 I/O 卡住了一堆进程(D 状态)
  • ps aux | awk '$8 ~ /^D/ {print}' 快速揪出 D 状态进程,再结合 lsof -p PIDcat /proc/PID/stack 看它卡在哪类设备上

怎么区分是用户态狂占 CPU 还是内核在瞎忙

topmpstat -P ALL 1 输出里的 %us%sy%iowait 是关键分水岭。三者加起来远不到 100%?那可能是 steal(虚拟机被抢)、idle 太高,或者采样太短没抓到峰值。

  • %us 高 + 某个进程 %CPU 接近 100% → 典型业务逻辑或算法瓶颈,盯死 ps aux --sort=-%cpu | head -n5
  • %sy 高(>20%)且 %us 不高 → 内核开销异常,常见于高频系统调用(如 read/write 小包)、锁竞争、软中断堆积(/proc/interrupts 里看 NET_RXirqbalance 是否失衡)
  • %iowait 高(>10%)→ 别急着优化代码,先确认是不是磁盘真慢:iostat -xz 1%util 是否持续 >90%,await 是否飙升;如果是 NVMe 盘却 %util 很低但 await 高,可能是队列深度或 I/O 调度器问题

为什么 top 里看到的 CPU 占比和 mpstat 对不上

top 默认按进程维度聚合,且采样周期不固定;mpstat 是内核级精确采样,还能分核查看。更关键的是:默认 top 显示的是“所有 CPU 时间占比”,而 mpstat -P ALLall 行是加权平均,单核行才是真实值——很多核空闲、一两个核 100%,top 会显示成“50%”,但实际是严重不均衡。

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  • 查核间不均衡必须用 mpstat -P ALL 1,看各 CPU 行的 %usr 是否差异巨大(比如 CPU0 99%、CPU7 2%)
  • 如果发现某核长期满载,用 pidstat -t -p PID 1 查该进程线程绑核情况;再用 taskset -cp PID 确认是否被错误绑核
  • 别信 top 右上角那个 “Cpu(s): …” 总览,它掩盖了不均衡;也别在排查时开一堆 GUI 工具(如 htopgnome-system-monitor),它们自己就吃 CPU

steal 高了到底要不要马上扩容

%steal 高说明宿主机 CPU 被其他虚拟机抢走了——但这不一定是你的锅,也不一定立刻要扩容。云厂商的超卖策略下,短时 %steal 波动(10% 才值得警惕。

  • 先排除本机干扰:用 perf top -e 'syscalls:sys_enter_*' 看有没有异常高频系统调用(比如疯狂 epoll_wait),这类行为在虚拟化下会被放大 steal
  • 对比同批次实例:如果只有你这台 %steal 异常高,可能是宿主机故障,联系云厂商换宿主;如果整批都高,大概率是资源池过载,扩容才有意义
  • 别盲目调 vm.swappiness 或关 kswapd 来“省 CPU”,steal 是调度层问题,内存参数改了也没用

真正难的不是看懂数字,而是把 %iowait 高和磁盘慢划等号、把 load 高当成 CPU 忙、把 %steal 当成自己代码问题——这些归因错误,比工具不会用更致命。

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