Linux下高cpu解决方案

昨天搞定了一个十万火急的issue，客户抱怨产品升级后系统会变慢和CPU使用率相当高，客户脾气很大，声称不尽快解决这个问题就退货，弄得我们 R&D压力很大，解决这个issue的任务分给了我，客户是南非的一个公司，由于时差问题，我只好在家远程解决问题，晚上8点半用 gotomeeting远程到客户电脑查看我们的系统，折腾了四个多小时，终于在凌晨时reproduce了这个high CPU，赶紧抓Log，用wireshark抓包，用gcore,gstack,strace和top保存了系统的相关输出。在第2天分析了这些文件后， 找到了产品的bug，代码的作者分配了10K的缓冲区，并想当然认为10K足以够用，当然99%的情况下是够用的，但是在这1%的情况下出现了问题，缓冲 区不幸被写满了，然后程序进入了死循环，导致high CPU。找到了问题了，fix就很容易了，客户的脾气也缓和了，fix很快就可以deliver给客户。反思解决问题的过程，觉得这个分析过程具有可复用 性，值得总结一下。

1.用top命令查看哪个进程占用CPU高
gateway网关进程14094占用CPU高达891%，这个数值是进程内各个线程占用CPU的累加值。

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND    
14094 root      15   0  315m  10m 7308 S 891%  2.2   1:49.01 gateway                                                                                 
20642 root      17   0 17784 4148 2220 S  0.5  0.8   2:39.96 microdasys                                                                                      
 1679 root      18   0 10984 1856 1556 R  0.3  0.4   0:22.21 sshd                                                                                            
22563 root      18   0  2424 1060  800 R  0.3  0.2   0:00.03 top                                                                                             
    1 root      18   0  2156  492  460 S  0.0  0.1   0:01.59 init       

2.用top -H -p pid命令查看进程内各个线程占用的CPU百分比

#top -H -p 14094
top中可以看到有107个线程，但是下面9个线程占用CPU很高，下面以线程14086为主，分析其为何high CPU

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU MEM    TIME+  COMMAND                         

14086 root      25   0  922m 914m 538m R  101 10.0  21:35.46 gateway                          

14087 root      25   0  922m 914m 538m R  101 10.0  10:50.22 gateway                           

14081 root      25   0  922m 914m 538m S   99 10.0   8:57.36 gateway                            

14082 root      25   0  922m 914m 538m R   99 10.0  11:51.92 gateway                              

14089 root      25   0  922m 914m 538m R   99 10.0  21:21.77 gateway                             

14092 root      25   0  922m 914m 538m R   99 10.0  19:55.47 gateway                               

14094 root      25   0  922m 914m 538m R   99 10.0  21:02.21 gateway                                

14083 root      25   0  922m 914m 538m R   97 10.0  21:32.39 gateway                                 

14088  root       25   0   922m 914m  538m R    97 10.0   11:23.12  gateway

3.使用gstack命令查看进程中各线程的函数调用栈
#gstack 14094 > gstack.log
在gstack.log中查找线程ID14086，由于函数栈会暴露函数细节，因此只显示了两个函数桢，线程ID14086对应线程号是37

Thread 37 (Thread 0x4696ab90 (LWP 14086)):
#0  0x40000410 in __kernel_vsyscall ()
#1  0x40241f33 in poll () from /lib/i686/nosegneg/libc.so.6

4.使用gcore命令转存进程映像及内存上下文

#gcore 14094
该命令生成core文件core.14094


5。用strace命令查看系统调用和花费的时间
#strace -T -r -c -p 14094

-c参数显示统计信息，去掉此参数可以查看每个系统调用话费的时间及返回值。

% time     seconds  usecs/call     calls    errors        syscall

------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------------------

99.99   22.683879        3385      6702                     poll

  0.00    0.001132           0      6702                     gettimeofday

  0.00    0.000127           1       208       208          accept

  0.00    0.000022          22         1                    read

  0.00    0.000000           0         1                    write

  0.00    0.000000           0         1                    close

  0.00    0.000000           0        14                    time

  0.00    0.000000           0         2                    stat64

  0.00    0.000000           0         4                    clock_gettime

  0.00    0.000000           0         7                    send

  0.00    0.000000           0        10        10          recvfrom

------ ----------- ----------- --------- --------- ------------------------------

100.00   22.685160                 13652       218 total

6.用gdb调试core文件，并线程切换到37号线程
gcore和实际的core dump时产生的core文件几乎一样，只是不能用gdb进行某些动态调试

(gdb) gdb gateway core.14094
(gdb) thread 37
[Switching to thread 37 (Thread 0x4696ab90 (LWP 14086))]#0  0x40000410 in __kernel_vsyscall ()
(gdb) where
#0  0x40000410 in __kernel_vsyscall ()
#1  0x40241f33 in poll () from /lib/i686/nosegneg/libc.so.6

可以根据详细的函数栈进行gdb调试，打印一些变量值，并结合源代码分析为何会poll调用占用很高的CPU。
因为代码涉及到公司产权，顾不在此做详细分析，需要明白的是分析的流程和使用的命令。

流程为：进程ID->线程ID->线程函数调用栈->函数耗时和调用统计->源代码分析