CPU各指标分析

%Cpu(s)

load average通过统计等待运行的平均job数量来推断CPU的繁忙程度，而%Cpu(s)则直接统计CPU处于不同状态的时间，比上面的load average更直观，所以在实际上也被使用的更多。

总体来说，CPU会处于下面三种状态中的一种：

• Idle： 处于空闲状态，没有任务需要调度

• User space： 正在运行user space的代码（处于用户态）

• Kernel： 正在运行内核的代码（处于内核态）

对上面这三种状态，内核又进一步细分为很多状态，这里以上面输出的8种状态为例进行说明：

• 2.5 us ： 表示CPU有2.5%的时间在运行用户态代码（即在运行用户态程序）

• 1.8 sy ： 表示CPU有1.8%的时间在运行内核态代码。内核负责管理系统的所有进程和硬件资源，所有的内核代码都运行在内核态，当用户态进程需要访问硬件资源时，如分配内存，读写I/O等，也需要通过系统调用进入内核态运行内核代码。%sy高说明内核占用太多资源，或者用户进程发起了太多的系统调用。

• 3.1 ni ： 表示CPU有3.1%的时间在运行niceness不为0的进程代码。默认情况下，进程的niceness值都为0，但可以通过命令nice来启动一个进程并指定其niceness值，niceness的取值范围是-20到19，值越小，表示优先级越高，越优先被内核调度。

• 90.5 id ： 表示CPU有90.5%的时间处于空闲状态

• 1.7 wa ： 表示CPU有1.7%的时间处于I/O等待状态。通常情况下，当CPU遇到一个I/O操作时，会先触发I/O操作，然后去干别的，等I/O操作完成后，CPU再接着继续工作，但如果这时系统比较空闲，CPU没有别的事情可以做，那么CPU将处于等待状态，这种处于等待状态的时间将会被统计进I/O wait，也就是说CPU处于I/O wait状态即CPU闲着没事干在等I/O操作结束，和idle几乎是一样的。这个值高说明CPU闲且I/O操作多或者I/O操作慢，但低并不能说明没有I/O操作或者I/O操作快，有可能是CPU在忙别的，所以这只是一个参考值，需要和其他的统计项一起来分析。

• 0.0 hi & 0.4 si ：　这两个值反映了CPU有多少时间花在了中断处理上，hi（hardware interrupts）是硬件中断，si(softirqs)是软件中断。硬件中断一般由I/O设备引起，如网卡、磁盘等，发生硬件中断后，CPU需要立即处理，当硬件中断中需要处理的事情很多时，内核会生成相应的软中断，然后将耗时且不需要立即处理完成的操作放在软中断中执行，比如当网卡收到网络包时，需要CPU立即把数据拷贝到内存中去，因为网卡自带的缓存较小，如果不及时处理的话后面的数据包就进不来，导致丢包，当数据拷贝到内存中之后，就不需要那么着急的处理了，这时候可以将处理数据包（协议栈）的代码放在软中断中执行。本人不是内核专家，关于软中断的部分请参考Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition

• 0.0 st　： %st和虚拟机有关，当系统运行在虚拟机中时，当前虚拟机就会和宿主机以及其它的虚拟机共享CPU，%st就表示当前虚拟机在等待CPU为它服务的时间。该值越大，表示物理CPU被宿主机和其它虚拟机占用的时间越长，导致当前虚拟机得不到充足的CPU资源。如果%st长时间大于0，说明CPU资源得不到满足，这时可以考虑将虚拟机移到其它机器上，或者减少当前机器运行的虚拟机数量。

上面这些统计项的总和等于100%，除了%idle之外，其它的任何一项数值过高都代表系统有问题，需要具体问题具体分析。

问题处理

• %us过高 ： 表示有用户态进程占用了过多的CPU，通过top命令可以很清楚的看到是哪个进程，如果这不是预期的行为，可以通过kill命令杀死相应的进程或者重启它

• %sy过高 ： 如果只是偶尔过高的话，不用担心，但如果是持续走高的话，就需要重视，有可能是某些进程的系统调用太频繁，比如进程不停的往控制台输出日志，但如果用户态的进程都没有问题，那可能是内核里面的代码出现了问题，尤其是代码写的不好的驱动模块

• %ni过高 ： 说明有人用nice程序运行了比较耗CPU的进程。如果niceness值大于0的话，就没什么好担心的，因为它的优先级比默认优先级要低，不会影响CPU性能，但最好还是确认一下该进程不会抢占系统的其它资源，如内存、磁盘I/O等，避免对系统整体性能造成影响。如果niceness值小于0的话，表示该进程优先级高且占用CPU资源多，需要确保该进程占用的CPU资源是符合预期的，如果不是，可以用top命令把它找出来并kill掉或者重启。

• %wa过高 ： 意味着系统中有进程在做大量的I/O操作，或者在读写速度比较慢的I/O设备，比如频繁的读写磁盘，这时可以通过iotop命令来查看是哪些进程占I/O，然后再针对不同的进程做相应的处理；还有一种情况就是系统在频繁的使用交换分区，这时需要解决的就是内存的问题，而不是I/O的问题。

• %hi或者%si过高 ： %hi过高一般是硬件出问题了，%si过高一般是内核里面的代码出问题了

• %st 过高 ： 正如上面介绍介绍的那样，%st过高表示当前虚拟机得不到足够的CPU资源。这时可以考虑将当前虚拟机搬迁到其它的主机上，或者想办法降低当前主机的负载，比如关掉一些其它的虚拟机。