容器cpu使用率突增 cpu使用率瞬间很高

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IT剑客之家 2024-06-12 22:27:40

文章标签 容器cpu使用率突增用户态内核态优先级 文章分类 云原生云计算

CPU使用率的概念

CPU使用率是单位时间内CPU的使用情况，以百分比的方式展示。Linux是一个多任务的操作系统，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，为了维护CPU时间，Linux通过事先定义的节拍率，内核中用HZ表示，触发时间中断，并使用全局变量Jiffies记录开机以来的节拍数。每发生了一次中断，节拍数Jiffies就加1.

节拍率HZ是内核的配置选项，可以设置为100,250,1000等。不同的系统设置的节拍率可能不一样，可以使用下面的命令来查看当前系统的节拍率。

容器cpu使用率突增 cpu使用率瞬间很高_容器cpu使用率突增

Linux通过proc虚拟文件系统，向用户空间提供系统的内部状态的信息，而/proc/stat提供的就是系统的cpu和任务统计信息。

使用下面的命令可只输出各个CPU的状态信息

cat /proc/stat | grep ^cpu

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以上输出的是一个表格，第一列是CPU编号，如CPU0 CPU1等，第一行没有CPU编号表示的是所有CPU的累加信息。其他列则表示不同场景下CPU的累加节拍数，单位为USER_HZ也就是10ms，也就是不同场景下的CPU时间。

通过 man proc命令可以查看如上输出信息的具体含义。

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User 缩写为us 代表了用户CPU时间。它不包括下面的nice时间，但是包括了guest时间
Nice 缩写为ni 代表了低优先级用户态CPU时间。也就是进程的nice只被调整为1-19之间时的CPU时间。Nice的值越大优先级越低
System 缩写为sys 代表内核态CPU时间
Idle 缩写为id 代表CPU空闲时间，它不包括等待io的时间iowait。
Iowait 所系为wa，代表等待IO的CPU时间
Irq缩写为hi 代表处理中断的CPU时间
Softirq 缩写为si 代表数据软中断的CPU时间
Steal 缩写为st，代表当系统正在虚拟机中运行时，被其他虚拟机占用的CPU时间
Guest 缩写为guest 代表通过虚拟机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 缩写为gnice代表以低优先级运行虚拟机的时间

通常所说的CPU使用率，就是指除了空闲时间之外的其他时间占总的CPU时间的百分比。

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跟系统指标类似，linux系统也为每个进程提供了运行情况的统计信息，也就是/proc/[pid]/stat.其输出信息的具体含义同样可以通过man proc来查看。

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如何查看CPU使用率

查看CPU使用率，首先想到的肯定是top ps命令。Top和ps是最常用的性能分析工具，其中：

Top显示了系统总体的CPU和内存使用情况，以及各个进程的资源使用情况
Ps只显示每个进程的资源使用情况
Top命令的输出格式如下

输出结果的第三行中%Cpu(s)就是系统的CPU使用率，top默认显示的是所有cpu的平均值，在该界面按下数字1就可以切换到显示每个CPU的时间了。

继续分析top的输出信息，空白行之后就是每个进程的实时信息，每个进程都一个%CPU列，就表示该进程的CPU使用率。它是用户态和内核态CPU使用率的总和，包括了进程用户空间使用的CPU、通过系统调用执行内核空间的CPU、以及在就绪队列等待运行的CPU时间。因此top命令的输出并没有区分用户态CPU和内核态CPU，如要查看每个进程在不同空间下的CPU使用率就需要使用pidstat这个命令。
Pidstat命令正是分析各个进程CPU使用情况的工具。