CPU經常會成為系統性能的瓶頸，可能：
- 記憶體泄露導致頻繁GC，進而引起CPU使用率過高
- 代碼Bug創建了大量的執行緒，導致CPU頻繁背景關系切換
通常所說的CPU使用率過高，隱含著一個用來比較高與低的基準值，比如
- JVM在峰值負載下的平均CPU利用率40％
- CPU使用率飆到80%就可認為不正常
JVM行程包含多個Java執行緒：
- 一些在等待作業
- 另一些則正在執行任務
最重要的是找到哪些執行緒在消耗CPU，通過執行緒堆疊定位到問題代碼
如果沒有找到個別執行緒的CPU使用率特別高，考慮是否執行緒背景關系切換導致了CPU使用率過高，
案例
程式模擬CPU使用率過高 - 在執行緒池中創建4096個執行緒
在Linux環境下啟動程式：
java -Xss256k -jar demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar
執行緒堆疊大小指定為256KB，對于測驗程式來說，作業系統默認值8192KB過大，因為需要創建4096個執行緒，
使用top命令，我們看到Java行程的CPU使用率達到了961.6%，注意到行程ID是55790，
用更精細化的top命令查看這個Java行程中各執行緒使用CPU的情況：
#top -H -p 55790
可見，有個叫“scheduling-1”的執行緒占用了較多的CPU，達到了42.5%，因此下一步我們要找出這個執行緒在做什么事情，
- 為了找出執行緒在做什么，用jstack生成執行緒快照，
jstack輸出較大，一般將其寫入檔案：
jstack 55790 > 55790.log
打開55790.log，定位到第4步中找到的名為 scheduling-1 的執行緒，其執行緒堆疊：
看到AbstractExecutorService#submit這個函式呼叫，說明它是Spring Boot啟動的周期性任務執行緒，向執行緒池中提交任務，該執行緒消耗了大量CPU，
背景關系切換開銷？
經歷上述程序，往往已經可以定位到大量消耗CPU的執行緒及bug代碼，比如死回圈，但對于該案例：Java行程占用的CPU是961.6%， 而“scheduling-1”執行緒只占用了42.5%的CPU，那其它CPU被誰占用了？
第4步用top -H -p pid命令看到的執行緒串列中還有許多名為“pool-1-thread-x”的執行緒，它們單個的CPU使用率不高，但是似乎數量比較多，你可能已經猜到，這些就是執行緒池中干活的執行緒，那剩下的CPU是不是被這些執行緒消耗了呢？
還需要看jstack的輸出結果，主要是看這些執行緒池中的執行緒是不是真的在干活，還是在“休息”呢？
發現這些“pool-1-thread-x”執行緒基本都處WAITING狀態，
- Blocking指的是一個執行緒因為等待臨界區的鎖（Lock或者synchronized關鍵字）而被阻塞的狀態，請你注意的是處于這個狀態的執行緒還沒有拿到鎖
- Waiting指的是一個執行緒拿到了鎖，但需等待其他執行緒執行某些操作，比如呼叫了Object.wait、Thread.join或LockSupport.park方法時，進入Waiting狀態，前提是這個執行緒已經拿到鎖了，并且在進入Waiting狀態前，os層面會自動釋放鎖，當等待條件滿足，外部呼叫了Object.notify或者LockSupport.unpark方法，執行緒會重新競爭鎖，成功獲得鎖后才能進入到Runnable狀態繼續執行，
回到我們的“pool-1-thread-x”執行緒，這些執行緒都處在“Waiting”狀態，從執行緒堆疊我們看到，這些執行緒“等待”在getTask方法呼叫上，執行緒嘗試從執行緒池的佇列中取任務，但是佇列為空，所以通過LockSupport.park呼叫進到了“Waiting”狀態，那“pool-1-thread-x”執行緒有多少個呢？通過下面這個命令來統計一下，結果是4096，正好跟執行緒池中的執行緒數相等，
grep -o 'pool-2-thread' 55790.log | wc -l
剩下CPU到底被誰消耗了？
應該懷疑CPU的背景關系切換開銷了，因為我們看到Java行程中的執行緒數比較多，
下面通過vmstat命令來查看一下作業系統層面的執行緒背景關系切換活動：
cs那一欄表示執行緒背景關系切換次數，in表示CPU中斷次數，我們發現這兩個數字非常高，基本證實了我們的猜測，執行緒背景關系切切換消耗了大量CPU，
那具體是哪個行程導致的呢？
停止Spring Boot程式，再次運行vmstat命令，會看到in和cs都大幅下降，這就證實引起執行緒背景關系切換開銷的Java行程正是55790，
總結
遇到CPU過高，首先定位哪個行程導致的，之后可以通過top -H -p pid命令定位到具體的執行緒，
其次還要通jstack查看執行緒的狀態，看看執行緒的個數或者執行緒的狀態，如果執行緒數過多，可以懷疑是執行緒背景關系切換的開銷，我們可以通過vmstat和pidstat這兩個工具進行確認，
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標籤：java
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