CPU 利用率和 CPU 负载的区别是什么
提到 CPU 利用率，就必须了解工夫片。什么是 CPU 工夫片？咱们当初所应用的 Windows、Linux、Mac OS 都是“多任务操作系统”，就是说他们能够“同时”运行多个程序，比方一边关上 Chrome 浏览器浏览网页还能一边听音乐。
然而，实际上一个 CPU 内核在同一时刻只能干一件事，那操作系统是如何实现“多任务”的呢？大略的办法是让多个过程轮流应用 CPU 一小段时间，因为这个“一小段时间”很短(在 linux 上为 5ms-800ms 之间)，用户感觉不到，就如同是几个程序同时在运行了。下面提到的“一小段时间”就是咱们所说的 CPU 工夫片，CPU 的古代分时多任务操作系统对 CPU 都是分工夫片应用的。
CPU 使用率，就是程序对 CPU 工夫片的占用状况，即 CPU 使用率 = CPU 工夫片被程序应用的工夫 / 总工夫。比方 A 过程占用 10ms，而后 B 过程占用 30ms，而后闲暇 60ms，再又是 A 过程占 10ms，B 过程占 30ms，闲暇 60ms，如果在一段时间内都是如此，那么这段时间内的 CPU 占用率为 40%。CPU 利用率显示的是程序在运行期间实时占用的 CPU 百分比。
大多数操作系统的 CPU 占用率分为用户态 CPU 使用率和零碎态 CPU 使用率。用户态 CPU 使用率是指执行利用程序代码的工夫占总 CPU 工夫的百分比。相比而言，零碎态 CPU 使用率是指利用执行操作系统调用的工夫占总 CPU 工夫的百分比。零碎态的 CPU 使用率高意味着共享资源有竞争或者 I / O 设施之间有大量的交互。
而 CPU 负载显示的是一段时间内正在应用和期待应用 CPU 的均匀工作数。
简略了解，一个是 CPU 的实时应用状况，一个是 CPU 的以后以及将来一段时间的应用状况。举例来说：如果我有一个程序它须要始终应用 CPU 的运算性能，那么此时 CPU 的使用率可能达到 100%，然而 CPU 的工作负载则是趋近于“1”，因为 CPU 仅负责一个工作嘛！如果同时执行这样的程序两个呢？CPU 的使用率还是 100%，然而工作负载则变成 2 了。所以也就是说，CPU 的工作负载越大，代表 CPU 必须要在不同的工作之间进行频繁的工作切换。无论 CPU 的利用率是高是低，跟前面有多少工作在排队 (CPU 负载) 没有必然关系。
如果单核 CPU 的话，负载达到 1 就代表 CPU 曾经达到满负荷的状态了，超过 1，前面的进行就须要排队期待解决了。如果是是多核多 CPU，假如当初服务器是 2 个 CPU，每个 CPU 有 2 个核，那么总负载不超过 4 都没什么问题。
能够通过 uptime、w 命令查看 CPU 均匀负载，应用 top 命令还能看到 CPU 负载总体使用率以及各个过程占用 CPU 的比例。
查看物理 CPU 个数
cat /proc/cpuinfo| grep“physical id”| sort | uniq| wc -l
查看每个物理 CPU 中 core 的个数(即核数)
cat /proc/cpuinfo| grep“cpu cores”| uniq
查看逻辑 CPU 的个数
cat /proc/cpuinfo| grep“processor”| wc -l
如果 CPU 负载很高，利用率却很低该怎么办
CPU 负载很高，利用率却很低，阐明处于期待状态的工作很多，负载越高，代表可能很多僵死的过程。通常这种状况是 IO 密集型的工作，大量工作在申请雷同的 IO，导致工作队列沉积。
生产环境造成 CPU 利用率低负载高的具体场景常见的有如下几种。
场景一：磁盘读写申请过多就会导致大量 I / O 期待
过程在 cpu 下面运行须要拜访磁盘文件，这个时候 cpu 会向内核发动调用文件的申请，让内核去磁盘取文件，这个时候 cpu 会切换到其余过程或者闲暇，这个工作就会转换为不可中断睡眠状态。当这种读写申请过多就会导致不可中断睡眠状态的过程过多，从而导致负载高，cpu 低的状况。
场景二：MySQL 中存在没有索引的语句或存在死锁等状况
咱们都晓得 MySQL 的数据是存储在硬盘中，如果须要进行 sql 查问，须要先把数据从磁盘加载到内存中。当在数据特地大的时候，如果执行的 sql 语句没有索引，就会造成扫描表的行数过大导致 I / O 阻塞，或者是语句中存在死锁，也会造成 I / O 阻塞，从而导致不可中断睡眠过程过多，导致负载过大。
同样，能够先通过 top 命令察看，假如发现当初的确是高负载低使用率。
而后，再通过命令 ps -aux 查看是否存在状态为 D 的过程，这个状态指的就是不可中断的睡眠状态的过程。处于这个状态的过程无奈终止，也无奈自行退出，只能通过复原其依赖的资源或者重启零碎来解决。以下图中没有 D 状态的过程。
Linux 上过程的五种状态
R (TASK_RUNNING)：可执行状态，只有在该状态的过程才可能在 CPU 上运行。而同一时刻可能有多个过程处于可执行状态。
S (TASK_INTERRUPTIBLE)：可中断的睡眠状态，处于这个状态的过程因为期待某某事件的产生（比方期待 socket 连贯、期待信号量），而被挂起。
D (TASK_UNINTERRUPTIBLE)：不可中断的睡眠状态，过程处于睡眠状态，然而此刻过程是不可中断的。TASK_UNINTERRUPTIBLE 状态存在的意义就在于，内核的某些解决流程是不能被打断的。
T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED)：暂停状态或跟踪状态。Z (TASK_DEAD – EXIT_ZOMBIE)：退出状态，过程成为僵尸过程。过程已终止，但过程形容还在，直到父过程调用 wait4()零碎调用后开释。
如果 CPU 负载很低，利用率却很高该怎么办
这示意 CPU 的工作并不多，然而工作执行的工夫很长，大概率就是你写的代码自身有问题，通常是计算密集型工作，生成了大量耗时短的计算工作。
怎么排查？间接 top 命令找到 CPU 使用率最高的过程，定位到去看看就行了。如果代码没有问题，那么过段时间 CPU 使用率就会降落的。往期面试题汇总：250 期面试材料
CPU 利用率达到 100% 怎么排查问题
1、通过 top 找到 CPU 占用率高的过程
2、通过 top -Hp pid 命令查看 CPU 占比靠前的线程 ID
3、再把线程 ID 转化为 16 进制，printf“0x%x\n”74317，失去 0x1224d
4、通过命令 jstack 72700 | grep‘0x1224d’-C5 –color 找到有问题的代码
留神：jstack 的对象是 java 过程的 PID，而不是 java 线程的 PID。
说几个常见的 Linux 命令
罕用的文件 / 目录命令
ls：用户查看目录下的文件，ls - a 能够用来查看暗藏文件，ls - l 能够用于查看文件的详细信息，包含权限、大小、所有者等信息。
touch：用于创立文件。如果文件不存在，则创立一个新的文件，如果文件已存在，则会批改文件的工夫戳。
cat：cat 是英文 concatenate 的缩写，用于查看文件内容。应用 cat 查看文件的话，不论文件的内容有多少，都会一次性显示，所以他不适宜查看太大的文件。
more：more 和 cat 有点区别，more 用于分屏显示文件内容。能够用空格键向下翻页，b 键向上翻页
less：和 more 相似，less 用于分行显示
tail：可能是平时用的最多的命令了，查看日志文件根本靠它。tail -fn 100 xx.log 查看最初的 100 行内容
罕用的权限命令
chmod：批改权限命令。个别用 + 号增加权限，- 号删除权限，x 代表执行权限，r 代表读取权限，w 代表写入权限，常见写法比方 chmod +x 文件名增加执行权限。
还有另外一种写法，应用数字来受权，因为 r =4，w=2，x=1，平时执行命令 chmod 777 文件名这就是最高权限了。
第一个数字 7 =4+2+ 1 代表着所有者的权限，第二个数字 7 代表所属组的权限，第三个数字代表其他人的权限。常见的权限数字还有 644，所有者有读写权限，其他人只有只读权限，755 代表其他人有只读和执行权限。
chown：用于批改文件和目录的所有者和所属组。个别用法 chown user 文件名用于批改文件所有者，chown user:user 文件名批改文件所有者和组，冒号后面是所有者，前面是组。往期面试题汇总：250 期面试材料
罕用的压缩命令
zip：压缩 zip 文件命令，比方 zip test.zip 文件名能够把文件压缩成 zip 文件，如果压缩目录的话则需增加 -r 选项。
unzip：与 zip 对应，解压 zip 文件命令。unzip xxx.zip 间接解压，还能够通过 -d 选项指定解压目录。
gzip：用于压缩带.gz 后缀的文件，gzip 命令不能打包目录。须要留神的是间接应用 gzip 文件名这个命令会导致源文件会隐没，如果要保留源文件，能够应用 gzip -c 文件名 > xx.gz，解压缩间接应用 gzip -d xx.gz
tar：tar 命令能够为 linux 的文件和目录创立档案。利用 tar，能够为某一特定文件创建档案（备份文件），也能够在档案中扭转文件，或者向档案中退出新的文件。tar 罕用几个选项，-x 解打包，-c 打包，-f 指定压缩包文件名，-v 显示打包文件过程，个别罕用 tar -cvf xx.tar 文件名来打包，解压则应用 tar -xvf xx.tar
首先要弄清两个概念：打包和压缩。打包是指将一大堆文件或目录变成一个总的文件；压缩则是将一个大的文件通过一些压缩算法变成一个小文件。为什么要辨别这两个概念呢？这源于 Linux 中很多压缩程序只能针对一个文件进行压缩，这样当你想要压缩一大堆文件时，你得先将这一大堆文件先打成一个包（tar 命令），而后再用压缩程序进行压缩（gzip 等命令）。
Linux 的打包和压缩是离开的操作，如果要打包并且压缩的话，依照后面的做法必须先用 tar 打包，而后再用 gzip 压缩。当然，还有更好的做法就是 - z 命令，打包并且压缩。
应用命令 tar -zcvf xx.tar.gz 文件名来打包压缩，应用命令 tar -zxvf xx.tar.gz 来解压缩。