写在前面
本文看下CPU使用率相关内容。
1：Linux是如何维护CPU时间的？如何查看CPU使用率?
1.1：Linux是如何维护CPU时间的？
先来看下节拍率的概念，通过HZ表示，一般是100，250，1000这样的值，如下查看：
root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study/jdk1.8.0_152/jdk8u482-b08# grep 'CONFIG_HZ=' /boot/config-$(uname -r)
CONFIG_HZ=1000代表每秒会发生1000次切换，这每一次切换，是一次中断，两次中断之间的时间叫做一个滴答，即tick。那么cpu时间片和tick是什么关系呢？是这样子的，linux会将时间片定义为tick的整数值，比如一个时间片等于3*tick，这个时候，一个CPU时间片的长度就是3毫秒了。那CPU时间是通过时间片切换次数，再换算成滴答数，从而得到运行时间的吗？不是的，因为这样计算的结果误差太大了。试想下CPU时间只能以毫秒为单位，力度也太大了。其实CPU时间的计算，在linux中是通过TSC,即time stamp counter来计算的，其计算的精度更高，可以到纳秒级，精度很高很高了。
那么该如何查看CPU时间，通过命令cat /proc/stat | grep ^cpu可以看整个系统的CPU时间，如下:
root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# cat /proc/stat | grep ^cpu
cpu 1935124 1976 5114477 4277863 2086 0 20396 0 0 0
cpu0 1935124 1976 5114477 4277863 2086 0 20396 0 0 0每一列的含义如下：
user（通常缩写为 us），代表用户态 CPU 时间。注意，它不包括下面的 nice 时间，但包括了 guest 时间。
nice（通常缩写为 ni），代表低优先级用户态 CPU 时间，也就是进程的 nice 值被调整为 1-19 之间时的 CPU 时间。这里注意，nice 可取值范围是 -20 到 19，数值越大，优先级反而越低。
system（通常缩写为 sys），代表内核态 CPU 时间。
idle（通常缩写为 id），代表空闲时间。注意，它不包括等待 I/O 的时间（iowait）。
iowait（通常缩写为 wa），代表等待 I/O 的 CPU 时间。
irq（通常缩写为 hi），代表处理硬中断的 CPU 时间。
softirq（通常缩写为 si），代表处理软中断的 CPU 时间。
steal（通常缩写为 st），代表当系统运行在虚拟机中的时候，被其他虚拟机占用的 CPU 时间。
guest（通常缩写为 guest），代表通过虚拟化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（通常缩写为 gnice），代表以低优先级运行虚拟机的时间。当然一般我们更关心的是进程的CPU时间，可以通过/proc/[pid]/stat查看。
1.2：如何查看CPU使用率?
我们知道了可以通过查看相关的系统数据来获取不同状态的CPU时间，那么当我们要计算的时候难道要自己来计算吗？这也太麻烦了，当然不用，Linux已经给我们准备好了各种命令了，比如最常用的top，以及pidstat等。
^Croot@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# pidstat 5 1
Linux 6.8.0-106-generic (dongyunqi) 04/03/2026 _x86_64_ (1 CPU)
05:34:43 PM UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
05:34:48 PM 0 6253 0.00 0.20 0.00 0.20 0.20 0 kworker/u256:2-events_power_efficient
05:34:48 PM 0 6273 0.00 0.20 0.00 0.00 0.20 0 kworker/0:2-events
05:34:48 PM 0 6363 0.00 0.60 0.00 0.00 0.60 0 pidstat
Average: UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
Average: 0 6253 0.00 0.20 0.00 0.20 0.20 - kworker/u256:2-events_power_efficient
Average: 0 6273 0.00 0.20 0.00 0.00 0.20 - kworker/0:2-events
Average: 0 6363 0.00 0.60 0.00 0.00 0.60 - pidstat2：实战CPU问题排查
我们准备如下的程序：
java
package dongshi.daddy.zhengxi;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
public class ManyCpu {
private static List<Long> myList = new ArrayList<>();
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> {
while (true) {
int aa = 88888888 + new Random().nextInt(10000);
int bb = 98888888 + new Random().nextInt(10000);
System.out.println(aa * bb);
System.out.println((aa + 1) * bb);
System.out.println(aa * (bb + 1));
}
}, "thread-testmanycpu").start();
}
}编译运行：
root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# javac -d . ManyCpu.java
root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# ls
cpu_stress.sh dongshi jdk1.8.0_152 ManyCpu.java packages
root@dongyunqi:/home/dongyunqi/study# java dongshi.daddy.zhengxi.ManyCpu使用pidstat查看cpu使用率：
root@dongyunqi:/home/dongyunqi# top
top - 17:47:35 up 1 day, 8:13, 6 users, load average: 1.71, 1.07, 1.00
Tasks: 230 total, 1 running, 229 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 98.0 us, 2.0 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
MiB Mem : 1920.3 total, 292.8 free, 509.6 used, 1296.7 buff/cache
MiB Swap: 1899.0 total, 1898.7 free, 0.3 used. 1410.7 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
6723 root 20 0 2375824 41948 16852 S 98.7 2.1 1:26.84 java
...可以看到我们的Java进程，已经占用了98.7%的CPU了，接着来看下进程中哪个线程占用了CPU：
root@dongyunqi:/home/dongyunqi# top -Hp 6723
top - 17:49:19 up 1 day, 8:15, 6 users, load average: 1.18, 1.06, 1.00
Threads: 11 total, 1 running, 10 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 98.7 us, 1.3 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
MiB Mem : 1920.3 total, 292.8 free, 509.5 used, 1296.8 buff/cache
MiB Swap: 1899.0 total, 1898.7 free, 0.3 used. 1410.8 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
6733 root 20 0 2375824 41948 16852 R 95.3 2.1 2:59.11 thread-testmany
...可以看到线程ID是6733，接着我们需要查看该线程执行的方法是啥，命令jstack [进程id] | grep [线程id十六进制]如下：
红框就是造成CPU高的位置了。