DM8达梦数据库操作系统 CPU 性能诊断

CPU 是计算机系统的大脑，这个重要性不可置否。在性能优化的过程中，CPU 的性能指标是很重要的。本文介绍 CPU 性能分析命令，以及 CPU 性能分析方法。

CPU 性能分析命令

top 命令经常用来监控 Linux 的系统状况，比如 CPU、内存的使用，如下图所示：

top命令

第三行 CPU 信息统计数据如下所示：

Cpu(s)：　　
　　0.0% us：　 用户空间占用 CPU 百分比。
　　0.3% sy： 　内核(系统)空间占用 CPU 百分比。
　　0.0% ni： 　用户进程空间内改变过优先级的进程占用 CPU 百分比。
　　99.7% id：　空闲 CPU 百分比。
　　0.0% wa：   等待输入输出的 CPU 时间百分比。
　　0.0%hi：　　硬件 CPU 中断占用百分比。
　　0.0%si：　　软中断占用百分比。
　　0.0%st：　　虚拟机（虚拟化技术）占用百分比。

vmstat

vmstat 是 Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计）的缩写，可对操作系统的虚拟内存、进程、IO 读写、CPU 活动等进行监视，如下图所示：

top命令

CPU 以百分比显示如下所示：

us(user time)：用户进程执行时间。
sy(system time)：系统进程执行时间。
id：空闲时间(包括 IO 等待时间)。
wa：等待 IO 时间，wa 的值高时，说明 IO 等待比较严重，这可能由于磁盘大量做随机访问造成的，也有可能是磁盘出现瓶颈。
st：表示被偷走的 CPU 所占百分比(一般都为 0，不用关注)。
us + sy + id + wa =100% 近似为 100%

CPU 性能诊断

使用 vmstat 查看系统的 CPU 整体运行状况，如下所示：

[root@dm8 ~]# vmstat 1 10

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0      0 2273472  32968 701004    0    0   458   128  165  154  0  2 98  0  0
 0  0      0 2273748  32968 701004    0    0     0    36  248  253  0  1 99  0  0
 0  0      0 2273812  32976 701004    0    0     0   128  673  530  0  2 98  0  0
 1  0      0 2274360  32976 701020    0    0     0     4  594  439  0  2 98  0  0
 0  0      0 2274728  32976 701024    0    0     0    12  279  256  0  1 99  0  0
 0  0      0 2274684  32976 701024    0    0     0     4  106  191  0  0 100  0  0
 0  0      0 2274684  32976 701024    0    0     0     8  156  203  0  1 100  0  0
 0  0      0 2273832  32984 701016    0    0     0    80  649  531  1  2 98  0  0
 0  0      0 2274052  32984 701056    0    0     0     8  491  431  0  1 98  0  0
 0  0      0 2274336  32984 701060    0    0     0     4  107  192  0  0 100  0  0

指标解读如下所示：

r：如果在 procs 中运行的序列 (process r) 是连续的大于在系统中的 CPU 的个数，表示 CPU 比较忙，系统现在运行比较慢，有多数的进程等待 CPU。如果r的输出数大于系统中可用 CPU 个数的 4 倍的话，则系统面临着 CPU 短缺的问题，或者是 CPU 的速率过低，系统中有多数的进程在等待 CPU，造成系统中进程运行过慢。

b：如果在 procs 中运行的序列 (process b)，即处于不可中断状态的进程数，连续为 CPU 的 2~3 倍就表明 CPU 排队比较严重了。

SYSTEM

in：每秒产生的中断次数。

cs：每秒产生的上下文切换次数。

in 和 cs 这两个值越大，会看到由内核消耗的 CPU 时间会越大。

us：用户进程消耗的 CPU 时间百分。us 的值比较高时，说明用户进程消耗的 CPU 时间多，在服务高峰期持续大于 50~60，是可以接受，但是如果长期超 50% ，那么我们就该考虑优化程序算法。

sy：内核进程消耗的 CPU 时间百分比。sy 的值高时，说明系统内核消耗的 CPU 资源多，这并不是良性表现，我们应该检查原因。

wa：IO 等待消耗的CPU时间百分比。wa 的值高时，说明 IO 等待比较严重，这可能由于磁盘大量作随机访问造成，也有可能磁盘出现瓶颈（块操作）。

id：CPU 处于空闲状态时间百分比，如果空闲时间 (cpu id) 持续为 0 并且系统时间 (cpu sy) 是用户时间的两倍 (cpu us) 系统则面临着 CPU 资源的短缺，在服务高峰期持续小于 50，可以接受。

通过以下方式可以判断 CPU 性能：

如果 r 连续大于 CPU 的个数，甚至几倍 CPU 个数；b 也有持续有值，甚至 CPU 的 2~3 倍，并且 id 也持续小于 50%，wa 也比较小，这就表明 CPU 负荷很严重。
再详细确认用：sar -u 1 5，sar -q 1 5，可以观察 CPU 的使用率和 CPU 运行进程队列长度及负载。
查看具体是什么进程在消耗 CPU，就要使用命令：top，ps –auxw | more。
知道了某个进程消耗大量的 CPU，想知道这个进程在做成什么，那就用命令：strace。

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