Linux平台排查CPU占用高的进程和线程指南

基础排查工具

1. top命令 - 实时进程监控

top

• 操作指令：
  • 按 P：按CPU使用率排序
  • 按 1：显示每个CPU核心的使用情况
  • 按 H：切换显示线程视图
  • 按 M：按内存使用排序
  • 按 q：退出

2. htop命令 - 增强版top（需安装）

sudo apt install htop  # Debian/Ubuntu
sudo yum install htop  # CentOS/RHEL
htop

• 彩色界面，支持鼠标操作
• 树状显示进程关系
• 可直接杀死进程(F9)

3. ps命令 - 进程快照

# 查看CPU占用前10的进程
ps -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --sort=-%cpu | head -n 10# 查看特定进程的所有线程
ps -T -p <PID># 显示线程的CPU占用
ps -eLf --sort=-%cpu | head

高级排查工具

4. pidstat - 进程统计（sysstat包）

sudo apt install sysstat  # 安装
pidstat -u 1 5           # 每1秒采样一次，共5次
pidstat -t -p <PID> 1 3  # 监控特定进程的线程

5. mpstat - 多核CPU统计

mpstat -P ALL 1  # 查看每个CPU核心的使用情况

6. perf - 性能分析

# 实时监控
sudo perf top# 记录特定进程
sudo perf record -g -p <PID>
sudo perf report

线程级排查

7. 使用top查看线程

top -H -p <PID>  # 查看特定进程的线程

8. 使用strace跟踪系统调用

strace -p <TID> -c  # 统计线程的系统调用
strace -p <TID>     # 实时跟踪

9. 查看进程的调用栈

# 安装gdb
sudo apt install gdb# 生成线程堆栈
gdb -p <PID>
(gdb) thread apply all bt  # 打印所有线程堆栈
(gdb) detach
(gdb) quit

自动化排查脚本

10. 快速定位高CPU进程

#!/bin/bash
echo "===== 高CPU进程 TOP5 ====="
ps -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --sort=-%cpu | head -n 6read -p "输入要分析的PID(直接回车跳过): " pid
if [ ! -z "$pid" ]; thenecho -e "\n===== 进程 $pid 的线程 ====="ps -T -p $pid --sort=-%cpuecho -e "\n===== 线程调用栈采样 ====="sudo gdb -p $pid -batch -ex "thread apply all bt" 2>&1 | grep -v "^New" | head -n 50echo -e "\n===== 系统调用统计 ====="sudo strace -p $pid -c 2>&1 | tail -n +2
fi

系统级检查

11. 检查系统负载

uptime        # 查看1/5/15分钟平均负载
vmstat 1 5    # 查看系统整体状态
dmesg         # 检查内核日志

12. 检查中断和软中断

cat /proc/interrupts
cat /proc/softirqs

排查流程总结

1. 定位高CPU进程：使用top/htop/ps找出问题进程
2. 分析进程线程：top -H/ps -T查看线程情况
3. 检查调用栈：使用gdb/perf分析执行路径
4. 监控系统调用：strace跟踪具体行为
5. 检查依赖资源：查看是否因等待IO/锁等导致
6. 分析日志：检查系统日志和应用日志

优化建议

1. 算法优化：改进高时间复杂度算法
2. 并发控制：调整线程池大小，避免过多线程竞争
3. 缓存机制：减少重复计算
4. 异步处理：将阻塞操作改为异步
5. 分批处理：大数据集分片处理
6. 升级版本：使用修复了性能问题的新版本

通过以上方法，您可以系统性地排查和解决Linux系统中的高CPU占用问题。对于生产环境，建议建立长期监控机制，以便及时发现性能问题。