常问面试题之 - CPU飙高排查步骤
面试中经常会被问到CPU飙高如何排查，本篇文章会列出回答策略，废话不多说，请进入正文。如果觉得对您有帮助麻烦动动小手点赞➕关注哦
1、CPU时间片分类
（1）User Time：用户进程运行时间
（2）System Time：系统内核运行时间
（3）Idle Time：空闲时间
（4）Steal Time：被抢占时间。除了Idle Time外，其余时间CPU都处于工作运行状态。
为了便于定位问题，大多数性能统计工具都将这4类时间片进一步细化成了8类：
（1）us：用户进程空间中未改变过优先级的进程占用CPU百分比
（2）sy：内核空间占用CPU百分比
（3）ni：用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
（4）id：空闲时间百分比
（5）wa：空闲&等待I/O的时间百分比
（6）hi：硬中断时间百分比
（7）si：软中断时间百分比
（8）st：虚拟化时被其余VM窃取时间百分比
2、CPU负载分类
2.1 Load高 & CPU高
这是我们最常遇到的一类情况，即load上涨是CPU负载上升导致。根据CPU具体资源分配表现，可分为以下几类：
1、CPU高 sys高：这种情况CPU主要开销在于系统内核，可进一步查看上下文切换情况。使用pidstat：查看进程的上下文切换情况（pidstat -w 3 3，每3秒输出一次结果，共输出3次；cswch：每秒自愿上下文切换 ；nvcswch：每秒非自愿上下文切换的次数）
（1）如果自愿上下文切换（cswch）较多，说明可能存在I/O、内存等系统资源瓶颈，大量进程无法获取所需资源，导致的上下文切换。（高并发场景）
（2）如果非自愿上下文切换（nvchswch）较多，说明CPU抢占较为激烈，大量进程由于时间片已到等原因，被系统强制调度，进而发生的上下文切换。（线程池设置很多核心线程，很多任务一起跑）
2、CPU si高：这种情况CPU大量消耗在软中断，可进一步查看软中断类型。一般而言，网络I/O或者线程调度引起软中断最为常见：
（1）NET_TX & NET_RX。NET_TX是发送网络数据包的软中断，NET_RX是接收网络数据包的软中断，这两种类型的软中断较高时，系统存在网络I/O瓶颈可能性较大。
（2）SCHED。SCHED为进程调度以及负载均衡引起的中断，这种中断出现较多时，系统存在较多进程切换，一般与非自愿上下文切换高同时出现，可能存在CPU瓶颈。
3、CPU us高：这种情况说明资源主要消耗在应用进程，可能引发的原因有以下几类：
（1）死循环或代码中存在CPU密集计算。这种情况多核CPU us会同时上涨。
（2）内存问题，导致大量FULL GC，阻塞线程。这种情况一般只有一核CPU us上涨。
（3）资源等待造成线程池满，连带引发CPU上涨。这种情况下，线程池满等异常会同时出现。
2.2 Load高 & CPU低
这种情况出现的根本原因在于不可中断睡眠态(TASK_UNINTERRUPTIBLE)进程数较多，即CPU负载不高，但I/O负载较高。可进一步定位是磁盘I/O还是网络I/O导致。
3、排查步骤
从问题发现到最终定位，基本可分为四个阶段：
1、资源瓶颈定位：这一阶段通过全局性能检测工具，初步定位资源消耗异常位点。
常用的工具有：
（1）top、vmstat、tsar(历史)：
中断：/proc/softirqs、/proc/interrupts
I/O：iostat、dstat
2、热点进程定位：定位到资源瓶颈后，可进一步分析具体进程资源消耗情况，找到热点进程。
常用工具有：
（1）上下文切换：pidstat -w
（2）CPU：pidstat -u
（3）I/O：iotop、pidstat -d
（4）僵尸进程：ps
3、线程&进程内部资源定位：找到具体进程后，可细化分析进程内部资源开销情况。
常用工具有：
（1）上下文切换：pidstat -w -p [pid]
（2）CPU：pidstat -u -p [pid]
（3）I/O: lsof
4、热点事件&方法分析：获取到热点线程后，我们可用trace或者dump工具，将线程反向关联，将问题范围定位到具体方法&堆栈。
常用的工具有：
（1）perf：Linux自带性能分析工具，功能类似hotmethod，基于事件采样原理，以性能事件为基础，支持针对处理器相关性能指标与操作系统相关性能指标的性能剖析。
（2）jstack
结合ps -Lp或者pidstat -p一起使用，可初步定位热点线程。
结合zprofile-threaddump一起使用，可统计线程分布、等锁情况，常用与线程数增加分析。
（3）strace：跟踪进程执行时的系统调用和所接收的信号。
（4）tcpdump：抓包分析，常用于网络I/O瓶颈定位。