CPU消耗，跟踪定位理论与实践

CPU消耗，跟踪定位理论与实践

一．性能指标之资源指标定位方案

1、打tprof报告方法

抓取perfpmr文件 60秒。

perfpmr.sh 60

从结果文件中取出tprof.sum

或直接抓取tprof

tprof –uskejzlt –x sleep 60

2、分析思路

首先看是Kernel、User、Shared
Library中的那个方面占比消耗高。例如，如果是share
lib占比比较高，则找到对应的share
lib分页，查看具体哪个lib占用CPU高，再查看这个特定的lib中哪个函数占用CPU高。

如果通过以上方法不能定位到一个应用层的函数，而是定位到消耗CPU最高的是个系统函数。不但不认识这个系统函数，也看不出谁调用了这个系统函数，因为一些系统层的函数是通用函数（比如h_cede_end_point），从这类函数并不能看出是谁在调用。这种情况，可以通过这个系统函数相邻的那些能看懂的函数来猜测，因为占用CPU高的函数往往是同一个应用、同一个模块、同一类系统调用导致，他们具有扎堆出现的特点。

如果是kernal->lock占 2~3%
cpu就是很多了。

如果定位到一个进程有问题，可以用Truss
–c –p pid查看一个进程在干什么，比如，是在做fork，还是文件读写。

3. 示例

二．理论分析，到底谁在消耗cpu?

用户+系统+IO等待+软硬中断+空闲

祸首是谁？

用户

用户空间CPU消耗，各种逻辑运算

正在进行大量tps

函数/排序/类型转化/逻辑IO访问…

用户空间消耗大量cpu，产生的系统调用是什么？那些函数使用了cpu周期？

IO等待

等待IO请求的完成

此时CPU实际上空闲

如vmstat中的wa 很高。但IO等待增加，wa也不一定会上升（请求I/O后等待响应，但进程从核上移开了）
 

产生影响

用户和IO等待消耗了大部分cpu

吞吐量下降（tps）

查询响应时间增加

慢查询数增加

对mysql的并发陡增，也会产生上诉影响

三．如何减少CPU消耗？

减少等待

减少IO量

SQL/index，使用合适的索引减少扫描的行数（需平衡索引的正收益和维护开销，空间换时间）

提升IO处理能力

加cache/加磁盘/SSD

减少计算

减少逻辑运算量

避免使用函数，将运算转移至易扩展的应用服务器中 如substr等字符运算，dateadd/datesub等日期运算，abs等数学函数

减少排序，利用索引取得有序数据或避免不必要排序 如union
all代替 union，order by 索引字段等

禁止类型转换，使用合适类型并保证传入参数类型与数据库字段类型绝对一致 如数字用tiny/int/bigint等，必需转换的在传入数据库之前在应用中转好

简单类型，尽量避免复杂类型，降低由于复杂类型带来的附加运算。更小的数据类型占用更少的磁盘、内存、cpu缓存和cpu周期

减少逻辑IO量

index，优化索引，减少不必要的表扫描 如增加索引，调整组合索引字段顺序，去除选择性很差的索引字段等等

table，合理拆分，适度冗余
如将很少使用的大字段拆分到独立表，非常频繁的小字段冗余到“引用表”

SQL，调整SQL写法，充分利用现有索引，避免不必要的扫描，排序及其他操作 如减少复杂join，减少order by，尽量union all，避免子查询等

数据类型，够用就好，减少不必要使用大字段 如tinyint够用就别总是int，int够用也别老bigint，date够用也别总是timestamp

减少query请求量（非数据库本身）

适当缓存，降低缓存数据粒度，对静态并被频繁请求的数据进行适当的缓存 如用户信息，商品信息等

• 优化实现，尽量去除不必要的重复请求 如禁止同一页面多次重复请求相同数据的问题，通过跨页面参数传递减少访问等
• 合理需求，评估需求产出比，对产出比极端底下的需求合理去除

升级cpu若经过减少计算和减少等待后还不能满足需求，cpu利用率还高T_T 是时候拿出最后的杀手锏了，升级cpu，是选择更快的cpu还是更多的cpu了？

低延迟（快速响应），需要更快的cpu（每个查询只能使用一个cpu） 

• 高吞吐，同时运行很多查询语句，能从多个cpu处理查询中收益