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
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：
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：
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。
- CPU
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。
