Linux系统CPU的性能监控及调优
性能优化是一个老生常谈的话题，典型的性能问题如页面响应慢、接口超时，服务器负载高、并发数低，数据库频繁死锁等。尤其是在“糙快猛”的互联网开发模式大行其道的今天，随着系统访问量的日益增加和代码的臃肿，各种性能问题开始纷至沓来。在系统层面能够影响应用性能的一般包括三个因素：CPU、内存和IO，今天，我们先谈谈CPU性能的监控以及调优。
使用top命令监控CPU使用率
当程序响应变慢的时候，首先使用top、vmstat、ps等命令查看系统的cpu使用率是否有异常，从而可以判断出是否是cpu繁忙造成的性能问题。其中，主要通过us（用户进程所占的%）这个数据来看异常的进程信息。当us接近100%甚至更高时，可以确定是cpu繁忙造成的响应缓慢。一般说来，cpu繁忙的原因有以下几个：线程中有无限空循环、无阻塞、正则匹配或者单纯的计算频繁的gc多线程频繁的上下文切换。
使用vmstat命令查看线程切换次数
vmstat命令可以用来查看每秒CPU的中断次数和上下文切换次数。每秒上下文切换次数要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目。每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的。
使用gstat命令查看Java进程的GC情况
如果发现是Java进程CPU占用过高，可以使用gstat命令查看进程是不是正在频繁进行垃圾回收。通过gstat命令输出的各项指标可以了解到堆内存的使用情况、垃圾回收的次数和时间等，从而判断出是否存在GC导致的性能问题。
定位CPU瓶颈
根据上面提供的几个常用命令，定位到问题以后，就可以根据具体问题分析其产生的原因了。CPU瓶颈表现在两个方面：用户态CPU瓶颈和系统态CPU瓶颈。运行操作系统内核以外的软件时导致的瓶颈为用户态CPU瓶颈，运行操作系统内核的时候导致的瓶颈为系统态CPU瓶颈。用户态CPU和系统态CPU时间比率在3:1到4:1之间是正常的。如果在有瓶颈的系统中，用户和系统时间比率高于这个区间，就应该分析用户态CPU时间增加的原因。
CPU调优方法
如果发现us值过高，表示运行的应用消耗了大部分的CPU。可以通过查看JVM的GC情况或者CPU执行的代码来定位问题。如果发现sy值过高，说明系统花费了更多的时间在进行线程切换。此时可以通过查看线程状态和锁信息来找出不断切换状态的原因。对于CPU调优，还可以设置程序执行的优先级、限制CPU占用时间，或者使用程序自带的对CPU使用调整的功能。
结论
在进行Linux系统CPU的性能监控及调优时，需要使用一系列的命令和工具来定位问题，分析原因，并采取相应的优化措施。通过监控CPU使用率、线程切换次数和GC情况等，可以发现性能问题的来源并进行针对性的调优，以提高系统的运行效率和性能。
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