如何排查用户态 CPU 使用率高？

最新推荐文章于 2025-01-06 16:47:56 发布
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分类专栏： 后端 文章标签： java
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42804852/article/details/122414559
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本文介绍了一种定位Java应用中CPU占用较高的代码的方法。主要包括使用top命令找出最消耗CPU资源的进程，进一步确定消耗最高的线程，最后通过jstack获取具体的线程堆栈信息。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

用户态 CPU 使用率反映了应用程序的繁忙程度，通常与我们自己写的代码息息相关。因此，当你在做应用发布、配置变更或性能优化时，如果想定位消耗 CPU 最多的 Java 代码，可以遵循如下思路：

1、通过 top 命令找到 CPU 消耗最多的进程号；

2、通过 top -Hp 进程号 命令找到 CPU 消耗最多的线程号（列名仍然为 PID）；

3、通过printf “%x\n” 线程号 命令输出该线程号对应的 16 进制数字；

4、通过 jstack 进程号 | grep 16进制线程号 -A 10 命令找到 CPU 消耗最多的线程方法堆栈。

CPU使用率
Ayhan_huang的博客
01-22 1614
CPU使用率 概念 将CPU的时间划分为时间片，轮流执行任务，就达到了多任务同时运行的效果。CPU时间通过节拍率和节拍数来维护。节拍率单位是HZ，分为内核节拍率和用户节拍率，其中用户节拍率的值是固定的100（即1/100秒，10ms），每秒钟触发100次时间中断，没发生一次时间中断，节拍数加1 通过/proc虚拟文件系统，用户可以查看系统内部状态的信息，其中/proc/stat，可以查看系统CPU...
CPU高定位步骤
qq_36414647的博客
09-11 567
1、top检查哪个进程占用cpu高 [root@dataview15 ~]# top top - 11:31:21 up 1 day, 19:04, 4 users, load average: 20.16, 18.45, 16.18 Tasks: 292 total, 1 running, 291 sleeping, 0 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 73.0 us, 5.9 sy, 0.0 ni, 19.1 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 2....
CPU使用率和负载
小胡子
12-13 1557
CPU使用率和负载
系统运行缓慢，CPU 100%，以及Full GC次数过多问题的排查思路
热门推荐
sinat
03-20 10万+
处理过线上问题的同学基本上都会遇到系统突然运行缓慢，CPU 100%，以及Full GC次数过多的问题。当然，这些问题的最终导致的直观现象就是系统运行缓慢，并且有大量的报警。本文主要针对系统运行缓慢这一问题，提供该问题的排查思路，从而定位出问题的代码点，进而提供解决该问题的思路。 对于线上系统突然产生的运行缓慢问题，如果该问题导致线上系统不可用，那么首先需要做的就是，导出jst...
linux性能优化-CPU利用率
张幺幺的博客——学习记录
01-30 634
linux性能优化-CPU利用率
性能优化–CPU使用率
01-07
CPU使用率 = 1- 空闲时间/CPU总时间 用户态占用过多的CPU，应着重排查用户进程的性能问题。 系统态占用过多的CPU，应着重排查系统调用，内核进程的问题。 IO等待时机过长，应着重排查系统存储的IO问题。 软中断硬...
linux 内核空间占用cpu百分比过高,线上linux系统故障排查之一：CPU使用率过高
weixin_39778106的博客
04-30 3460
摘自:一个应用占用CPU很高，除了确实是计算密集型应用之外，通常原因都是出现了死循环。 下面我们将一步步定位问题，详尽的介绍每一步骤的相关知识。一、通过top命令定位占用cpu高的进程执行top命令得到以下结果：通过上图可以明显看出进程PID41843占用cpu过高，明显存在问题，定位到了进程id。当然如果你想只观察进程PID41843的CPU和内存以及负载情况，可以使用以下命令top -p 41...
cpu占用高 mongo_MongoDB CPU使用较高，如何排查？
weixin_39654751的博客
12-20 822
前言首先，我们简单梳理一下，CPU 在什么情况下才算负载较高？负载查看是通过"uptime"命令查看。大家都知道，命令显示的结果分别表示1分钟、5分钟、15分钟的负载情况，这点就不多做说明。在系统负荷方面，多核CPU与多CPU效果类似，所以考虑系统负荷的时候，必须考虑这台电脑有几个CPU、每个CPU有几个核心。然后，把系统负荷除以总的核心数，只要每个核心的负荷不超过1.0，就表明电脑正常运行。从单...
CPU 利用率低但内存使用率高
m0_59388634的博客
01-06 2905
排查内存使用情况，结合具体场景优化应用程序或系统配置，可以有效解决此类问题。CPU 利用率低但内存使用率高可能由内存泄漏、缓存占用、大内存应用程序、Swap 使用过多等原因引起。最终可能导致系统内存耗尽，触发 OOM（Out of Memory）机制，甚至系统崩溃。应用程序或系统组件未正确释放已分配的内存，导致内存使用量持续增加。内存碎片化导致系统无法分配连续的大块内存，即使总内存充足。系统中运行了大量进程，每个进程占用少量内存，但总和较高。这些应用程序可能不会占用大量 CPU，但会占用大量内存。
五. 性能优化之案例篇：系统的 CPU 使用率很高，但为啥却找不到高 CPU 的应用？
CN_SHzhaoyujie的博客
07-01 1643
文章目录案例背景案例分析准备工作操作和分析总结Tips关于execsnoop 案例背景 系统的 CPU 使用率，不仅包括进程用户态和内核态的运行，还包括中断处理、等待 I/O 以及内核线程等。所以，当你发现系统的 CPU 使用率很高的时候，不一定能找到相对应的高CPU 使用率的进程。 案例分析 准备工作 1. 本次案例基于 Ubuntu 18.04，同样适用于其他的 Linux 系统 1. 机器配置：2 CPU，8GB 内存 2. 预先安装 docker、sysstat、perf、ab 等工具，如 apt
05 | 基础篇：某个应用的CPU使用率居然达到100%，我该怎么办？
元贞
11-27 1288
通过前两节对平均负载和 CPU 上下文切换的学习，我相信你对 CPU 的性能已经有了初步了解。不过我还是想问一下，在学这个专栏前，你最常用什么指标来描述系统的 CPU 性能呢？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。我们前面说过，CPU 使用率是单位时间内 CPU 使用情况的统计，以百分比的方式展示。那么，作为最常用也是最熟悉的 C...
运维排查篇 大量后台进程占用CPU资源怎么办？_linux服务器cpu被bash服务占满
m0_61943758的博客
04-27 1213
最近很多小伙伴找我要Linux学习资料，于是我翻箱倒柜，整理了一些优质资源，涵盖视频、电子书、PPT等共享给大家！
CPU的用户态和内核态的解释
qq_28107929的博客
08-13 1万+
CPU的两种工作状态：内核态（管态）和用户态（目态）。 内核态： 1.系统中既有操作系统的程序，也有普通用户程序。为了安全性和稳定性，操作系统的程序不能随便访问，这就是内核态。即需要执行操作系统的程序就必须转换到内核态才能执行！！！ 2. 内核态可以使用计算机所有的硬件资源！！！ 用户态：不能直接使用系统资源，也不能改变CPU的工作状态，并且只能访问这个用户程序自己的存储空间！！！！ 三...
CPU的用户态和内核态
一个后端菜鸟的博客
05-10 2559
内核从本质上看是一种软件——控制计算机的硬件资源 一、用户态 运行用户程序 用户态的使用命令是非特权指令，例如控制转移 算数运算 取数指令 访管指令（使用户程序从用户态陷入内核态） 特权级别： R3相当于用户态； 执行状态 ： 进程能够访问的内存空间和对象被限制，而且占有的处理器可以被抢占的 二、内核态 运行操作系统程序，操作硬件 **能操作内核的就是特权指令：**用户程序不能操作特权指令 。举例：启动I/O 内存清零 修改程序状态字 设置时钟 允许/禁止终端 停机 特权级别： R0相当于内核态 执
浅谈Linux下CPU利用率和CPU负载
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在Linux/Unix下，CPU利用率（CPU utilization）分为用户态，系统态和空闲态，分别表示CPU处于用户态执行的时间，系统内核执行的时间，和空闲系统进程执行的时间。平时所说的CPU利用率是指：CPU执行非系统空闲进程的时间 / CPU总的执行时间。(上述代码中使用的方法为：1 - CPU空闲运行时间/总运行时间 ，与这个计算方法原理上是一样的）       在Linux的内
CPU的两种工作状态——系统态和用户态
weixin_43557723的博客
01-19 2万+
谈到CPU的这两个工作状态，也就是处理器的这两个工作状态，那我们有必要说一下为什么搞出这两个鬼玩意出来。 用过电脑的娃娃们肯定知道在一个系统中既有操作系统的程序，也由普通用户的程序。但那么多指令，可不是随便乱用的，有些指令只能由系统来使用，禁止用户程序去直接访问。为了保证操作系统和各个应用程序能够顺利运行，就必须对他们进行限制，否则的话就根本没有办法保证系统的安全性和稳定。 所以呢，根据运行程序对资源和机器指令的使用权限，把处理器设置为不同的状态。多数系统把处理器的工作状态分为管态和目态两种。也就是我们今天
CPU使用率查看方法
咸鱼弟的博客
09-08 1万+
导读 Linux作为一个多任务操作系统，将每个CPU的时间划分为很短的时间片，再通过调度器轮流分配给各个任务使用，因此造成多任务同时运行的错觉。为了维护CPU时间，Linux通过事先定义的节拍率（内核中表示为HZ），触发时间中断，并使用全局变量Jiffies记录了开机以来的节拍数。每发生一次时间中断，Jiffies的值就加1。 节拍率HZ是内核的可配选项，可以自定义配置，可通过/boot/config来查询 $ grep 'CONFIG_HZ=' /boot/config-$(uname -r) CO
mysql 数据库cpu 使用率过高如何排查
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03-08
<think>嗯，用户现在问的是MySQL数据库CPU使用率过高如何排查。之前他们问过生产环境不能重启数据库的情况下如何监控内存分配，现在转向CPU的问题，可能他们正在面临性能问题，需要快速定位原因。作为技术支持，我需要提供一套系统化的排查方法，确保用户能在不重启数据库的情况下找到问题根源。 首先，我得回忆一下常见的CPU过高的原因。通常，CPU高可能是因为查询效率低下，比如全表扫描、缺少索引、复杂连接操作，或者锁竞争、大量并发连接，甚至配置不当，比如缓冲区设置不合理。还有可能是硬件资源不足，比如CPU本身不够用。 接下来，我需要考虑用户可能的使用场景。用户是在生产环境，不能重启数据库，所以任何需要重启的调整都不适用。需要提供实时监控和动态调整的方法。用户可能没有root权限，或者只能通过SQL访问，所以需要分层次的解决方案，既有SQL层面的查询，也有系统命令，可能还有需要管理员权限的工具。 接下来，我需要组织回答的结构。通常，排查步骤应该从快速检查开始，逐步深入。比如先确认当前负载，然后检查慢查询，分析当前活动会话，查看锁情况，检查配置，最后系统级分析。可能还需要考虑复制延迟、存储引擎问题等。 需要确保提到的工具和命令都是可以在线执行的，不需要重启。比如使用SHOW PROCESSLIST、启用Performance Schema，使用sys schema，或者系统工具如top、perf、pt-query-digest等。还要注意权限问题，比如某些系统命令可能需要sudo，但用户可能没有权限，所以需要提供替代方案。 可能用户对某些工具不熟悉，需要给出具体的命令示例，比如如何启用Performance Schema的监控项，如何分析慢查询日志，如何使用pt-query-digest工具。同时要提醒注意事项，比如开启监控对性能的影响，特别是在高负载时。 还要考虑用户可能需要紧急处理，比如如何快速终止有问题的会话，或者调整某些变量来缓解问题，比如调整线程池大小或连接数限制，但要注意这些调整可能需要权限，并且临时生效还是永久生效的问题。 另外，可能需要解释一些术语，比如缓冲池命中率、锁等待，但用户之前可能已经了解过内存监控，所以可能有一定基础，可以适当使用术语，但保持解释清晰。 最后，总结一个排查流程图或表格，帮助用户根据不同的场景选择合适的工具和方法，比如如果是慢查询导致，就检查慢日志；如果是锁竞争，就查看锁信息等。还要提醒用户长期优化的建议，比如定期分析慢查询，优化索引，调整配置参数等。 需要确保回答结构清晰，分步骤，每个步骤有具体的操作和示例命令，同时给出可能的原因和解决方案。还要注意安全性，比如在终止会话前确认是否为问题会话，避免误操作影响生产环境。</think>--- ### MySQL CPU使用率过高排查指南（无需重启） --- #### 一、快速定位问题方向 **1. 确认CPU负载类型** ```bash # 查看CPU使用分布（用户态 vs 内核态） top -c -p $(pidof mysqld) ``` - **用户态CPU高**：通常由SQL执行（如全表扫描、排序、复杂JOIN）导致 - **内核态CPU高**：可能涉及锁竞争、I/O等待或网络问题 **2. 检查当前活动线程** ```sql -- 查看正在执行的SQL（实时快照） SHOW PROCESSLIST; -- 或使用sys Schema增强版视图 SELECT * FROM sys.processlist WHERE command != 'Sleep' ORDER BY time DESC; ``` --- #### 二、核心排查步骤 ##### 1. **抓取高消耗SQL** **方法1：开启慢查询日志（动态配置）** ```sql -- 临时开启慢日志（无需重启） SET GLOBAL slow_query_log = 'ON'; SET GLOBAL long_query_time = 1; -- 捕获超过1秒的查询 SET GLOBAL log_queries_not_using_indexes = ON; -- 确认日志路径 SHOW VARIABLES LIKE 'slow_query_log_file'; ``` **方法2：使用Performance Schema（MySQL 5.6+）** ```sql -- 启用事件监控 UPDATE performance_schema.setup_consumers SET ENABLED = 'YES' WHERE NAME LIKE 'events_statements%'; -- 查看CPU时间Top10的SQL SELECT DIGEST_TEXT, SUM(CPU_TIME)/1000000 AS cpu_sec, COUNT_STAR AS exec_count FROM performance_schema.events_statements_summary_by_digest ORDER BY cpu_sec DESC LIMIT 10; ``` ##### 2. **分析锁竞争** ```sql -- 查看当前锁等待 SELECT * FROM sys.innodb_lock_waits; -- 检查行锁冲突 SHOW ENGINE INNODB STATUS\G -- 关注 "TRANSACTIONS" 和 "LATEST DETECTED DEADLOCK" 部分 -- 查看表级锁 SHOW OPEN TABLES WHERE In_use > 0; ``` ##### 3. **检查配置与资源** ```sql -- 关键参数检查 SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_thread_concurrency'; -- 并发线程限制 SHOW VARIABLES LIKE 'tmp_table_size'; -- 临时表内存阈值 SHOW STATUS LIKE 'Threads_running'; -- 当前活跃线程数 -- 缓冲池命中率（低于99%需警惕） SELECT (1 - (Variable_value / (Innodb_buffer_pool_read_requests + Innodb_buffer_pool_reads))) * 100 AS hit_rate FROM (SELECT VARIABLE_VALUE AS Innodb_buffer_pool_read_requests FROM performance_schema.global_status WHERE VARIABLE_NAME = 'Innodb_buffer_pool_read_requests') a, (SELECT VARIABLE_VALUE AS Innodb_buffer_pool_reads FROM performance_schema.global_status WHERE VARIABLE_NAME = 'Innodb_buffer_pool_reads') b; ``` --- #### 三、系统级诊断工具 ##### 1. **perf 火焰图定位热点函数** ```bash # 安装perf sudo apt-get install linux-perf # Ubuntu sudo yum install perf # CentOS # 采集MySQL进程CPU使用（采样30秒） sudo perf record -F 99 -p $(pidof mysqld) -g -- sleep 30 sudo perf script > out.stack # 使用FlameGraph生成火焰图 git clone https://github.com/brendangregg/FlameGraph ./FlameGraph/stackcollapse-perf.pl out.stack | ./FlameGraph/flamegraph.pl > cpu.svg ``` ##### 2. **pt-query-digest 分析SQL** ```bash # 分析慢查询日志 pt-query-digest /var/lib/mysql/slow.log # 实时分析tcpdump流量（需权限） tcpdump -i eth0 -s 65535 -w - port 3306 | pt-query-digest --type tcpdump ``` --- #### 四、常见问题与应急处理 | 现象 | 快速验证方法 | 临时解决方案 | |-----------------------|----------------------------|--------------------------| | 全表扫描过多 | `EXPLAIN`查看执行计划 | 添加缺失索引 | | 排序操作消耗大 | 检查`Sort_merge_passes`状态 | 增大`sort_buffer_size` | | 大量临时表到磁盘 | 监控`Created_tmp_disk_tables`| 增大`tmp_table_size` | | 锁等待严重 | `SHOW ENGINE INNODB STATUS`| 终止阻塞事务(`KILL [ID]`)| **紧急降负操作：** ```sql -- 限制最大连接数（动态调整） SET GLOBAL max_connections = 50; -- 关闭查询缓存（如果启用） SET GLOBAL query_cache_size = 0; -- 终止高消耗会话 SELECT id, time, info FROM information_schema.processlist WHERE command != 'Sleep' ORDER BY time DESC; KILL [problematic_thread_id]; ``` --- #### 五、长期优化建议 1. **索引优化** - 使用`pt-index-usage`分析索引有效性 - 定期运行`ANALYZE TABLE`更新统计信息 2. **架构调整** - 读写分离（使用MySQL Router或ProxySQL） - 热点数据拆分（分库分表） 3. **监控体系** ```bash # 推荐监控组合 Prometheus + Grafana + mysqld_exporter # 资源监控 Percona Monitoring and Management (PMM) # 专业MySQL监控 ``` --- ### 排查流程图 ``` CPU高负载 → 检查用户态/内核态 → ├─用户态高 → 分析慢查询/执行计划 → 优化SQL或索引 ├─内核态高 → 检查锁竞争/I/O → 调整事务隔离级别/优化磁盘 └─系统级问题 → 使用perf火焰图 → 定位代码层问题 ``` 通过以上方法，可在不重启数据库的情况下精准定位CPU问题根源。对于复杂场景，建议结合多种工具交叉验证。
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