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• CPU使用率
• 查看CPU使用率（top、pidstat解釋）
• CPU使用率過高
• • perf top
  • perf record 和 perf report

CPU使用率

Linux通過/proc虛擬文件系統，向用戶空間提供了系統內部狀態的信息。
/proc/stat提供的就是系統的CPU和任務統計信息。
執行命令cat /proc/stat | grep ^cpu，表示只保留各個CPU的數據，結果如下：

輸出表示：
第一行表示所有CPU的不同場景下的累加節拍數。
Tips：為了維護 CPU 時間,Linux 通過事先定義的節拍率(內核中表示為 HZ),觸發時間中斷,并使用全局變量 Jiffies 記錄了開機以來的節拍數。每發生一次時間中斷,Jiffies 的值就加 1。通過命令grep 'CONFIG_HZ=' /boot/config-$(uname -r)可以查看系統配置的節拍率，即每秒鐘觸發多少次時間中斷。
第一列：CPU編號
接下來的幾列:
usr（縮寫為us），代表用戶態CPU時間。不包含nice時間，包括guest時間
nice（縮寫ni），代表低優先級用戶態CPU時間。nice可取范圍為-20~19，數值越大，優先級越低。
system（縮寫為sys），代表內核態CPU時間。
idle（縮寫為id），代表空閑時間。不包括等待I/O的時間（iowait）
iowait（縮寫為wa），代表等待I/O的CPU時間
irq（縮寫為hi），代表處理硬中斷的CPU時間
softirq（縮寫為si），代表處理軟中斷的CPU時間
steal（縮寫為st），代表當系統運行在虛擬機中時，被其他虛擬機占用的CPU時間
guest，代表虛擬化運行其他操作系統的時間，也就是運行虛擬機的CPU時間
guest_nice（縮寫為gnice），代表以低優先級運行虛擬機的時間。
CPU使用率的定義則是：

/proc/stat 的數據記錄的是開機以來的節拍累積值，所以算出來的是平均CPU使用率。
一般來說，性能工具回取間隔一段時間（如3s）的兩次值，作差后，再計算這段時間內的平均CPU使用率：

查看CPU使用率（top、pidstat解釋）

關于top與ps：
top 顯示了系統總體的 CPU 和內存使用情況,以及各個進程的資源使用情況。
ps 則只顯示了每個進程的資源使用情況。
top命令中的第三行%cpu即系統CPU使用率，默認顯示的是平均值

空白行之后是進程實時信息，每個進程都有一個%CPU列，表示進程的CPU使用率。該使用率 = 用戶態 + 內核態CPU使用率的總和，包括進程用戶空間使用的CPU、通過系統調用執行的內核空間CPU、就緒隊列等待運行的CPU。
再按1，切換顯示每個CPU使用率。

接下來使用pidstat:
包括了：
用戶態CPU使用率（%usr）
內核態CPU使用率（%system）
運行虛擬機CPU使用率（%guest）
等待CPU使用率（%wait）
總的CPU使用率（%CPU）
最后輸出平均值

# 隔 1 秒 輸出一組數據， 共輸出5組
pidstat 1 5
21時55分30秒   UID       PID    %usr %system  %guest   %wait    %CPU   CPU  Command
21時55分31秒     0        54    0.00    1.00    0.00    0.00    1.00     7  ksoftirqd/7
21時55分31秒  1000      1311    1.00    0.00    0.00    0.00    1.00     4  gnome-shell
21時55分31秒  1000      3170    0.00    1.00    0.00    0.00    1.00     1  pidstat
...
平均時間:   UID       PID    %usr %system  %guest   %wait    %CPU   CPU  Command
平均時間:     0        54    0.00    0.25    0.00    0.00    0.25     -  ksoftirqd/7
平均時間:     0       135    0.00    0.25    0.00    0.00    0.25     -  kworker/u16:2-phy0
平均時間:  1000       998    0.25    0.25    0.00    0.00    0.50     -  Xorg
平均時間:  1000      1311    1.25    0.50    0.00    0.00    1.75     -  gnome-shell
平均時間:  1000      2370    0.25    0.00    0.00    0.00    0.25     -  chrome
平均時間:  1000      2712    0.75    0.00    0.00    0.00    0.75     -  chrome
平均時間:  1000      3157    0.50    0.00    0.00    0.00    0.50     -  gnome-terminal-
平均時間:  1000      3170    0.25    0.75    0.00    0.00    1.00     -  pidstat

CPU使用率過高

使用perf，它以性能事件采樣為基礎，可以分析系統的各種事件和內核性能，也可以分析指定應用程序的性能問題。

perf top

類似于top，它能夠實時顯示占用CPU時鐘最多的函數或者指令，因此可以用來查找熱點函數。如：

$ perf top
2 Samples: 833
3 Overhead
of event 'cpu-clock', Event count (approx.): 97742399
Shared Object Symbol
4 7.28% perf [.] 0x00000000001f78a4
5 4.72% [kernel] [k] vsnprintf
6 4.32% [kernel] [k] module_get_kallsym
7 3.65% [kernel] [k] _raw_spin_unlock_irqrestore

輸出結果解釋：
第一行，包含三個數據： 采樣數（Samples）、事件類型（event）和事件總數量（Event count）。
下面的表格數據包含四列：
第一列： Overhead，該符號的性能事件在所有采樣中的比率
第二列：Shared，該函數或指令所在的動態共享對象，如內核、進程名、動態鏈接庫名、內核模塊等
第三列：Object，是動態共享對象的類型，比如[.]表示用戶空間的可執行程序，或者動態鏈接庫，[k]表示內核空間。
第四列：Symbol，符號名，即函數名。當函數名未知時，用16進制的地址表示

perf record 和 perf report

perf top 能夠實時展示系統性能，但是不能保存數據，也就無法用于離線或者后續的分析。
而perf record 提供了保存數據的功能，保存后的數據，需要使用perf report 來解析展示：

perf record # 按下 ctrl + c 終止采樣
[perf record: Woken up 1 times to write data]
[perf record: Captured and wrote 0.452 MB perf.data(6093 samples) ]perf report # 展示類似于perf top的報告

在實際使用中經常為perf top 和 perf record 加上 -g 參數，開啟調用關系的采樣，方便根據調用鏈來分析性能。