本文主要介绍当Linux系统ECS实例CPU使用率或CPU负载较高时,如何排查分析及常见案例说明。
操作场景
在您使用ECS实例过程中,可能会遇到实例CPU使用率或CPU负载持续较高的情况,您可以按照以下步骤排查定位具体问题。
-  找到影响CPU使用率或CPU负载过高的具体进程。 
-  排查影响CPU使用率或CPU负载过高的进程是否正常,并分类进行处理。 -  对于正常进程:您需要对程序进行优化或者升配实例规格。具体操作,请参见包年包月实例升配规格或按量付费实例变配规格。 
-  对于异常进程:您可以手动对进程进行查杀,也可以使用第三方安全工具去查杀。 
 
-  
CPU负载的查询分析
在Linux系统中,查看进程的常用命令如下所示。本文主要介绍vmstat和top常用命令的使用。
-  vmstat 
-  top 
-  ps -aux 
-  ps -ef 
vmstat命令的使用
top命令的使用
vmstat(VirtualMemoryStatistics,虚拟内存统计),通过vmstat命令,从系统维度查看操作系统的虚拟内存、进程、CPU等的整体情况。
vmstat命令
常用vmstat命令如下所示。
vmstat [-n] [delay [count]] 说明
-  [-n]:只在开始时显示一次各字段名称。 
-  [delay]:刷新时间间隔。如果不指定,只显示一条结果。 
-  [count]:刷新次数。如果不指定刷新次数,但指定了刷新时间间隔,这时刷新次数为无穷。 
使用示例
执行如下命令,使用vmstat每1秒统计一次各进程的CPU使用情况,连续统计4次。
vmstat -n 1 4返回示例类似如下。
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0      0 2684984 310452 2364304    0    0     5    17   19   35  4  2 94  0  0
 0  0      0 2687504 310452 2362268    0    0     0   252 1942 4326  5  2 93  0  0
 0  0      0 2687356 310460 2362252    0    0     0    68 1891 4449  3  2 95  0  0
 0  0      0 2687252 310460 2362256    0    0     0     0 1906 4616  4  1 95  0  0显示结果主要字段说明
-  r:表示系统中CPU等待处理的线程。一个CPU每次只能处理一个线程,所以该数值越大,通常表示系统运行越慢。 
-  us:用户模式消耗的CPU时间百分比。该值较高时,说明用户进程消耗的CPU时间比较多。如果该值长期超过50%,则需要对程序算法或代码等进行优化。 
-  sy:内核模式消耗的CPU时间百分比。 
-  wa:I/O等待消耗的CPU时间百分比。该值较高时,说明IO等待比较严重,这可能是磁盘大量作随机访问造成的,也可能是磁盘性能出现了瓶颈。 
-  id:处于空闲状态的CPU时间百分比。如果该值持续为0,同时sy是us的两倍,则通常说明系统面临CPU资源短缺。 
常见CPU资源过高案例分析
案例一:CPU使用率较低但负载较高
问题现象
当前Linux系统没有业务程序运行。通过top命令观察,发现CPU使用率不高,但是CPU负载(load average)却非常高,如下图所示。

问题原因
该问题可能是因为僵尸(zombie)进程过多导致。
load average是对CPU负载进行评估的,其值越高说明其任务队列越长,处于等待执行的任务越多。
解决方案
您可以通过ps -axjf命令查看是否存在D+状态进程,该状态是指不可中断的睡眠状态。
处于该状态的进程无法终止,也无法自行退出,只能通过恢复其依赖的资源或者重启系统来解决。

案例二:kswapd0进程占用CPU较高
问题现象
ECS实例运行卡顿,使用top命令查看,kswapd0进程占用了99% CPU。

问题原因
出现该问题可能是系统此时在持续进行换页操作,导致占用大量CPU资源。
kswapd0是虚拟内存管理中负责换页的进程,当ECS实例物理内存不足时,kswapd0会执行换页操作,换页操作会消耗大量的CPU资源。
解决方案
您可以通过修改vm.swappiness内核参数来控制交换空间的大小,来解决kswapd0进程占用CPU较高的问题。
-  登录Linux实例。 具体操作,请参见连接方式概述。 
-  查看swappiness参数。 cat /proc/sys/vm/swappiness系统显示类似如下,表示当物理内存低于60%(100-40)时使用swap空间。 说明 swappiness参数越低,表示Linux系统尽量少用swap分区,多用物理内存;swappiness参数值越高,表示使内核更多地去使用swap空间。  
-  根据业务需要,修改swappiness参数。 -  打开内核参数配置文件sysctl.conf。 vi /etc/sysctl.conf
-  根据业务需要,修改swappiness参数值。 如在sysctl.conf文件中,修改 vm.swappiness = 10。
-  按 Esc键,输入:wq保存修改。
-  重新加载sysctl配置文件,使配置生效。 sysctl -p若该问题还未解决,建议您升配实例规格。具体操作,请参见包年包月实例升配规格或按量付费实例变配规格。 
 
-  
案例三:CPU使用率过高100%问题排查
问题现象
使用ECS实例的过程中,如果遇到CPU使用率高达100%等异常情况,且无法通过top、htop等命令查询到消耗CPU资源的具体进程。
问题原因
该问题可能是病毒导致。
解决方案
-  查看云监控监控数据。 -  登录云监控管理控制台。 
-  在左侧导航栏,单击主机监控。 
-  找到异常主机,单击操作列的监控图表。 
-  在操作系统监控页签下,查看该主机的CPU使用率并记录具体时间点。 
 
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-  查看Linux实例的命令修改记录。 -  登录Linux实例。 具体操作,请参见连接方式概述。 
-  执行如下命令,查看当前Linux系统命令最近是否被修改过。 stat /usr/bin/top系统显示类似如下,系统命令有被修改。查看更改时间是否和云监控中CPU使用率出现100%的时间点吻合。  
 
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-  分别执行如下命令,查看 ps或top命令是否被修改过。rpm -Vf /bin/ps rpm -Vf /usr/bin/top-  正常情况下,系统无返回修改信息。 
-  系统异常情况下,显示类似如下,表示 ps和top命令被修改过。 
 
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-  执行如下命令,查看当前实例是否连接到异常域名。 iftop -i [$Device] -n -P说明 [$Device]请替换为当前系统使用的网卡,如eth0。 系统显示类似如下,若您没有连接过crypto-pool.fr,则crypto-pool.fr是异常域名。  
-  综合以上表现,top、ps命令被修改,并且连接到异常域名,判断您的ECS实例已被病毒入侵,可以参考以下方案。 -  备份ECS实例数据,具体操作,请参见创建一个云盘快照。 
-  重新初始化系统盘,然后使用云安全中心对ECS实例进行安全加固。更多信息,请参见重新初始化系统盘和什么是云安全中心。 
 
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