Linux做为一个多任务操做系统，将每一个CPU的时间划分为很短的时间片，再经过调度器轮流分配给各个任务使用，所以形成多任务同时运行的错觉。

CPU使用率

Linux做为一个多任务操做系统，将每一个CPU的时间划分为很短的时间片，再经过调度器轮流分配给各个任务使用，所以形成多任务同时运行的错觉。

为了维护CPU时间，Linux经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，能够自定义配置，可经过/boot/config来查询linux

$ grep 'CONFIG_HZ=' /boot/config-$(uname -r)

CONFIG_HZ=1000

CPU使用率有不少重要指标，具体含义以下：函数

user(一般缩写为us)，表明用户态CPU时间。注意，它包括下面的nice时间，但包括了guest时间。工具

nice(一般缩写为ni)，表明低优先级用户态CPU时间，也就是进程的nice值被调整为1-19之间是的CPU时间。性能

system(一般缩写为sys)，表明内核态CPU时间优化

idle(一般缩写为id)，表明空闲时间。注意，它不包括I/O等待时间(iowait)操作系统

iowait(一般缩写为wa)，表明等待I/O的CPU时间3d

irq(一般缩写为hi)，表明处理硬中断的CPU时间code

softirq(一般缩写为si)，表明处理软中断的CPU时间对象

steal(一般缩写为st)，表明当系统运行在虚拟机中的时候，被其余虚拟机占用的CPU时间blog

guest(一般缩写为guest)，表明经过虚拟化运行其余操做系统的时间，也就是运行虚拟机的CPU时间

而咱们一般所说的CPU使用率，就是除了空闲时间外的其余时间占总CPU时间的百分比，用公式表示为：

上面这个计算方式是不具有参考意义的，由于总CPU时间是机器开机以来的，事实上，为了计算CPU使用率，性能工具都会取间隔一段时间(好比5秒)的两次值，作差后，再计算出这段时间内的平均CPU使用率，即：

不过须要注意的是，性能分析工具给出的都是间隔一段时间的平均CPU使用率，因此要注意间隔时间的设置，特别是多个工具对比分析时，须要保证它们的间隔时间是相同的。

好比，对比一下top和ps这两个工具报告的CPU使用率，默认的结果可能不同，由于top默认使用3秒时间间隔，而ps使用的倒是进程的整个生命周期。

查看CPU使用率的方法

知道了cpu使用率的含义后，咱们再来看看要怎么查看CPU使用率，说道查看cpu使用率性能工具，首先会想到ps、top。

top显示了系统整体的CPU和内存使用状况，以及各个进程的资源使用状况

ps则是显示了每一个进程的资源使用状况

好比，top的输出格式：

须要注意的，top默认显示的全部CPU的平均值，这个时候只须要按下数字1，就能够切换到每一个CPU的使用率了。

继续往下看，空白行以后是进程的实时信息，每一个进程都有一个%CPU列，表示进程的CPU使用率，它是用户态和内核态CPU使用率的总和，包括进程用户空间、使用的CPU、经过系统调用执行的内核空间CPU、以及在就绪队列等待运行的CPU。

分析进程的命令，好比pidstat，改命令包括：

用户态CPU使用率(%user)

内核态CPU使用率(%system)

运行虚拟机CPU使用率(%guest)

等待CPU使用率(%wait)

以及总的CPU使用率(%CPU)

CPU使用率太高怎么办

经过top、ps、pidstat等工具，能够找到具体的进程，但若是还想知道是代码中的哪一个函数呢？找到它，才能更高效、更有针对性地进行优化

。

推荐使用系统内置的perf工具，它以性能事件采样做为基础，不只能够分析系统的各类事件和内核性能，还能够用来分析指定应用程序的性能问题。

第一种经常使用方法是perf top

输出结果中，第一行包含三个数据，分别是采样数(Samples)、事件类型(Event)和事件总数量(Event count)。

再往下看是一个表格数据，每一行包含四列，分别是：

第一列Overhead，是该符号的性能事件在全部采样中的比例，用百分比表示

第二列Shared，是该函数或指令所在的动态共享对象，如内核、进程名、动态连接库名等

第三列Object，是动态共享对象的类型，好比[.]表示用户空间可执行程序、或者动态连接库，而[k]则表示内核空间

最后一列Symbol是符号名，也就是函数名。当函数名未知时，用十六进制的地址表示

第二种用法，就是perf record和perf report。perf top虽然实时展现了系统的性能信息，但它的缺点是并不保存数据，也就是没法用于离线或者后续的分析，而record则提供了保存数据的功能，保存数据后，使用perf report解析展现。