目錄

• 線上系統(tǒng)是如何運(yùn)行的?
• CPU 是如何并發(fā)運(yùn)行多個(gè)線程的?
• 線程太多會(huì)導(dǎo)致什么樣的后果?
• 經(jīng)常聽說的 CPU 使用率和負(fù)載到底是什么?
• 如何通過 top 命令來查看 CPU 使用率和負(fù)載?

今天給大家分享一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，就是平時(shí)我們線上服務(wù)器部署的 Java 系統(tǒng)如果發(fā)現(xiàn)要是性能不太好，此時(shí)應(yīng)該如何登錄到線上服務(wù)器，接著用 top 命令去分析線上系統(tǒng)的性能呢?下面我們就來一步一步給大家講解一下 top 命令的使用技巧。

線上系統(tǒng)是如何運(yùn)行的?

首先，在講解 top 命令的使用技巧之前，我們先得給大家鋪墊一些基礎(chǔ)的知識(shí)，就是關(guān)于線上系統(tǒng)在服務(wù)器上運(yùn)行的時(shí)候，他會(huì)需要使用哪些資源，或者換句話說，他會(huì)需要使用到服務(wù)器的哪些硬件呢?

首當(dāng)其中的，大家必須知道一個(gè)事兒，就是我們線上運(yùn)行的系統(tǒng)，他的本質(zhì)其實(shí)就是一個(gè) Linux 進(jìn)程，也就就是 JVM 進(jìn)程，這個(gè) JVM 進(jìn)程實(shí)際上會(huì)開啟多個(gè)線程，每個(gè)線程都會(huì)交給 CPU 來運(yùn)行。

這個(gè) CPU 就是我們很關(guān)鍵的一個(gè)硬件，CPU 在運(yùn)行我們的線程的同時(shí)，當(dāng)然也會(huì)運(yùn)行線程負(fù)責(zé)執(zhí)行的那部分代碼了。

如下圖：

CPU 是如何并發(fā)運(yùn)行多個(gè)線程的?

但是單單是這個(gè) CPU 運(yùn)行多個(gè)線程的事兒就有的一說，可能很多人不知道的是，現(xiàn)代服務(wù)器都是有多個(gè) CPU 的，或者說一個(gè) CPU 是有多個(gè)核的。

所以說，我們要搞清楚，一個(gè) CPU 是有多個(gè) cores 的，所以你的一個(gè) cpu core 并發(fā)運(yùn)行多個(gè)線程，以及多個(gè) cpu core 同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程，是不太一樣的。

這個(gè)一個(gè) cpu core 并發(fā)運(yùn)行多個(gè)線程，實(shí)際上他不是說同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程，而是快速的切換運(yùn)行每一個(gè)線程，什么意思呢?

就是說，你這個(gè) cpu core 會(huì)先運(yùn)行一下線程 A，執(zhí)行一小會(huì)兒他的代碼，再立刻切換去運(yùn)行線程 B，運(yùn)行一小會(huì)兒他的代碼再快速的切換過去運(yùn)行線程 C。

他只不過是切換的速度非常快，讓你有一種錯(cuò)覺，一個(gè) cpu core 可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程一樣，其實(shí)并不是。

如下圖：

那如果是有多個(gè) cpu core 呢?這個(gè)時(shí)候其實(shí)每個(gè) cpu core 都可以運(yùn)行一個(gè)線程了，如果你有多個(gè) cpu core 同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程，那就是真正的同時(shí)了，因?yàn)槊總€(gè) cpu core 都可以自己獨(dú)立運(yùn)行一個(gè)線程的代碼。

如下圖：

線程太多會(huì)導(dǎo)致什么樣的后果?

所以說，很多時(shí)候，其實(shí)并不是說線程越多越好的，很多兄弟往往對(duì)線上系統(tǒng)會(huì)犯一個(gè)錯(cuò)誤，那就是以為讓系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行幾百幾千個(gè)線程，就可以高并發(fā)的處理請(qǐng)求了。

其實(shí)根本不是，如果你要是線程太多了，會(huì)導(dǎo)致每個(gè) cpu core 要頻繁的切換來切換去的運(yùn)行 n 多線程。

每次線程切換都是有時(shí)間開銷的，如果線程太多了，反而會(huì)導(dǎo)致每個(gè)線程被運(yùn)行了一小會(huì)兒以后，接著要過一段時(shí)間才能被再次運(yùn)行，為什么?因?yàn)榫€程太多了啊，cpu core 要給每個(gè)線程都運(yùn)行一下，雨露均沾。

如下圖：

上面這個(gè)圖就很明顯，你一個(gè)請(qǐng)求來了，是交給一個(gè)線程來處理的，這個(gè)線程剛得到 cpu 運(yùn)行機(jī)會(huì)，跑了一小會(huì)兒沒處理完請(qǐng)求呢，人家切換去執(zhí)行別的線程了，而且還得運(yùn)行很多別的線程，最后才能切換回來運(yùn)行你這個(gè)線程，那你一個(gè)請(qǐng)求運(yùn)行是不是要等挺久才能跑完的?

所以說，一般我們的經(jīng)驗(yàn)是，線上業(yè)務(wù)系統(tǒng)連接 MySQL 數(shù)據(jù)庫的這種情況，往往 4 個(gè) cpu core 的機(jī)器，開啟 200 個(gè)業(yè)務(wù)線程處理請(qǐng)求，大概每秒處理 1000 左右的線程，就差不多了，因?yàn)槟阋钦?qǐng)求再多，線程再多，4 個(gè) cpu core 就忙不過來了。

經(jīng)常聽說的 CPU 使用率和負(fù)載到底是什么?

所以這里給大家再引入一個(gè)概念，就是 CPU 使用率和負(fù)載，CPU 使用率這個(gè)大家很好理解，CPU 使用率越高，就說明 CPU 幾乎沒閑著，一直在拼命的運(yùn)轉(zhuǎn)。

負(fù)載也是同理，負(fù)載越高，說明 CPU 越是繁忙，如果要是 CPU 使用率和負(fù)載過于高，尤其是使用率，超過 90% 的時(shí)候，往往說明你的系統(tǒng)負(fù)載壓力就太大了，這個(gè)時(shí)候你的性能是會(huì)下降的。

因?yàn)槟闳魏我粋€(gè)請(qǐng)求過來，繁忙的 CPU 要干好多好多事情，他可能留給你這個(gè)請(qǐng)求的處理機(jī)會(huì)就比較少，導(dǎo)致你這個(gè)請(qǐng)求就得等待一段時(shí)間才能處理完畢，所以系統(tǒng)性能也就必然會(huì)下降了。

如下圖：

如何通過 top 命令來查看 CPU 使用率和負(fù)載?

因此如果線上服務(wù)器運(yùn)行的系統(tǒng)性能不好的時(shí)候，往往我們第一步就是可以登錄到線上服務(wù)器去通過 top 命令看一看當(dāng)前服務(wù)器的 CPU 使用率和負(fù)載是不是過高了。

如果過高了，那么說明你當(dāng)前系統(tǒng)壓力過大，CPU 過于繁忙，導(dǎo)致請(qǐng)求過來以后運(yùn)行的比較慢，性能自然就下來了。

當(dāng)然，如果你們公司要是有可視化監(jiān)控系統(tǒng)，直接就可以看到線上服務(wù)器的 CPU 負(fù)載和使用率，那也是沒問題的，接著一起來看看 top 命令吧。

這里我用自己的 mac 電腦執(zhí)行了 top 命令，會(huì)得到如下的截圖：

咱們一起來看一看這個(gè) top 命令的輸出結(jié)果里都有什么，東西很多，但是我們挑選重要的東西來看就行了，剛開始他輸出的 Processes 是說當(dāng)前機(jī)器上的進(jìn)程情況。

這里會(huì)有在運(yùn)行中的進(jìn)程數(shù)量，以及在休眠中的進(jìn)程，還有你的進(jìn)程開啟的線程總數(shù)量，比如我的電腦里有 387 個(gè)進(jìn)程，就 2 個(gè)在運(yùn)行，385 個(gè)都是在休眠，一共有 3834 個(gè)線程。

接著 Load Avg 和 CPU Usage 是比較重要的，我們可以重點(diǎn)看 CPU Usage 就可以了。

他意思就是說我們的 CPU 使用率，這個(gè)使用率一般是應(yīng)該在最高在 80% 左右，如果到 90% 以上，甚至超過 100%，那就很危險(xiǎn)了，像我的電腦負(fù)載很低，使用率就 1%~2%，空閑率在 90% 多。

接著 PhysMem 說的是服務(wù)器的內(nèi)存被使用了多少 GB，NetWorks 說的是通過網(wǎng)絡(luò)輸入和輸出的數(shù)據(jù)量，Disks 說的是對(duì)磁盤文件寫入和讀取的數(shù)據(jù)量有多少，然后下面還有當(dāng)前運(yùn)行的主要進(jìn)程列表，每個(gè)進(jìn)程對(duì) CPU 等資源的消耗都有顯示。

好了，今天的知識(shí)點(diǎn)就到這里了，重點(diǎn)是給大家講解了 CPU 對(duì)系統(tǒng)性能的影響，以及如何通過 top 命令查看服務(wù)器的 CPU 使用率和負(fù)載情況。