1. 什么是Cpu的Load
圖1：
圖2：
圖3：
圖4：
使用uptime、top或者查看/proc/loadavg都可以看到CPU的load統計，這里有三個值，分別代表1分鍾、5分鍾和15分鍾的CPU Load情況。大部分人認為這三個數值越小說明比較好，如果越高說明系統可能存在問題或負載過高了。那這個值處於什么狀態是好什么又是不好？什么時候需要關注並檢查高的原因？
LOAD AVERAGE：一段時間內處於可運行狀態和不可中斷狀態的進程平均數量。（可運行分為正在運行進程和正在等待CPU的進程，狀態為R；不可中斷則是它正在做某些工作不能被中斷比如等待磁盤IO等，其狀態為D），它是從另外一個角度體現CPU的使用狀態。
如何理解LOAD這個含義呢？
上圖1個電話亭可以理解為一個CPU核心。從上圖的過程中可以看到load的概念，而使用率始終100%。
理想的CPU load是多少
這個跟你的CPU核心數量有關，理想情況下一個核心被一個進程占用，如果你是4個核心，那么跑4個進程，此時Load是4但是也不高，如果你只有2個核心，依然跑4個進程，這就意味着有一半進程在某一個時刻搶不到CPU，這時候Load還是4，如果是短期狀態還無所謂，如果長期是這個狀態你就要注意了。
首先，我們從最簡單的單核處理器的系統進行說明。
CPU負載有點類似於交通擁堵程度
單核CPU就像一條單行道。想象您是一名交警.有時這條單行道太忙了，有汽車在排隊等待同行。想讓人們知道這條路的交通如何。最直接的指標是就是在特定時間內，這條道路上等待多少輛汽車。如果沒有汽車在等待，即將到來的駕駛員便知道他們可以馬上駛過。如果有汽車在排隊等候，則駕駛員就知道知道要耽誤時間了。
所以，交警同志，你應該怎樣去定義交通擁塞程度的？可以按照下面的規則：
0.00表示路上根本沒有車。實際上，介於0.00和1.00之間都表示沒有交通擁堵，到達的汽車可以直接同行。 1.00表示道路完全處於滿負荷狀態。一切都還不錯，但是如果再增加一輛汽車，將會產生交通堵塞。 超過1.00表示有交通堵塞。2.00意味着當前的汽車總量需要兩條車道才能保證不堵塞。 3.00意味着當前的汽車總量需要三條車道才能保證不堵塞。
如圖：
這基本上就是CPU負載的含義。 “汽車”是指使用CPU時間（“通行”）或排隊使用CPU的進程。 Unix將CPU負載定義為運行隊列的長度：當前正在運行的進程數與正在等待（排隊）的進程數之和。
就像交警一樣，您希望您的汽車/進程永遠不會等待。因此，理想情況下，您的CPU負載應保持在1.00以下。如果系統的負載暫時獲得高於1.00的峰值，還是可以的，但是負載您始終高於1.00時，則需要進行處理了。
CPU load的理想值是1.0？
其實不然，當CPU的 load為1.00的時候，你的系統處於滿負荷運轉，再來一個進程，就會高於1.00，你的系統的性能將會降低，所以系統沒有流出余糧,實際工作中，很多系統管理員認為比較理想的CPU負載應該是0.7，因此我們針對線上CPU負載的處理規則如下：
0.70:需要注意並排查原因 。 如果平均負載保持在> 0.70以上，那么應該在情況變得更糟之前進行調查。 1.00: 不緊急，需要處理。如果平均負載保持在1.00以上，需要查找問題原因並立即解決。否則，你的服務器可能在任何時候出現性能問題。 5.0：緊急狀態，立即處理。如果平均負載高於5.00，那么你的系統馬上就要崩潰了，很有可能系統掛機或者hang死。因此需要立即處理這種情況，千萬不要讓你的系統負載達到5！
多核心CPU和多處理器
對於性能而言一個雙核CPU和2個單核CPU是差不多的，當然一些細小區別是CPU的緩存、進程可能會在多個CPU上切換等。除了這些對於LOAD而言，核心個數才是最重要的，有多少個物理處理器不重要。
對於一個4核心處理器的系統來說，一個LOAD為3.00依然很健康，因為LOAD相對於處理器的核心數來說，100%使用率在一個單核處理器上的load是1.00，那么在一個雙核處理器上就是2.00，在一個4核心處理器上就是4.00。
回到橋的那個例子，如果橋只有1條車到那么LOAD是1.00表示橋達到最大承載能力，如果在一個有2條車道的橋上1.00表示橋的負載啊是50%，1條車道滿了，另外一條空閑可以繼續通行。
以對於有多核心CPU的系統來說最大LOAD是最大的核心數量，你的LOAD不應該超過最大核心數量。2CPU、每個CPU有6個物理核心、算上超線程最終的邏輯CPU個數是24個。比如在Linux查看如下：
這里一個processor就算一個核心，雖然這里的數量是通過因特爾的超線程模擬出來的
因此我們需要添加兩條新的CPU 負載處理規則：
“核數=最大負載”：在多核系統上，您的負載不應超過可用核數。
“Core就是Core”的經驗法則：CPU Core的性能與CPU上的分布方式無關。兩個四核==四個雙核==八個單核。他們的性能與八個Core的性能等同。
應該關注哪個值
應該關注5分鍾或者15分鍾，因為CPU偶爾高一些比較正常，但是如果最近15分鍾都很高就需要調查了。
查看Linux系統物理CPU個數、核心數和邏輯CPU個數
總核數 = 物理CPU個數 * 每個物理CPU的核心數
總邏輯CPU數 = 物理CPU個數 * 每個物理CPU的核心數 * 超線程數量
# 查看物理CPU個數 cat /proc/cpuinfo| grep "physical id"| sort| uniq| wc -l
如圖：
查看每個物理CPU中的核心數
cat /proc/cpuinfo| grep "cpu cores"| uniq
查看邏輯CPU的個數
cat /proc/cpuinfo| grep "processor"| wc -l
2. 什么是CPU使用率
如圖：
使用率這個要結合時間片來說，從上圖的演變可以看出影響使用率高低的因素不是LOAD的多少，而是在分配給某個進程時間片時，這個進程是否使用了CPU的計算能力。
在第四分鍾時候，分配給藍人1分鍾，但是它什么也沒干，這1分鍾內電話是閑置的沒有被使用，所以這一分鍾內的電話使用率就是0%。但是LOAD是3。
當然這里就存在一個統計周期的問題，上圖我們的統計周期是1分鍾，而分配給每個人的最小時間單位也是1分鍾。從計算機角度來說，單核心CPU，假設1秒鍾分為100個時間片，如果2個任務，第一個任務用了5個時間片執行完成，另外一個任務用了15個時間片執行完成，所以如果統計周期是1秒，那么這1秒內的CPU使用率就是20%。CPU利用率高不一定負載高。利用率是一段時間內CPU被占用的情況。
CPU負載高利用率低：說明等待執行的任務很多，但是通常任務多CPU使用率也會比較高，如果低就說明CPU根本沒工作，哪些很多的任務處於等待狀態，可能進程僵死了。可以通過命令ps –axjf查看是否存在D狀態的進程，該狀態時不可中斷的睡眠狀態。這種狀態無法被KILL。而有時候你通過top命令也看不出來，只能顯示LOAD高，但是沒有哪個進程的CPU使用率明顯高，你可以通過ps –ux來查看。
CPU利用率高負載低：說明任務少，但是任務執行時間長，有可能是程序本身有問題，如果沒有問題那么計算完成后則利用率會下降。
3. CPU多核心和多線程
CPU的組成是由控制器（Control Unit 負責調度）和運算器（Processing Unit 運算處理單元）組成。
單核CPU：一個分配工作的、一個具體干活的，來了一個任務那么先有控制器進行進行調度，如果此時運算器空閑那么就直接由運算器進行處理，如果此時運算器正在處理其他任務那么這個后來的任務就需要等待。
多核CPU：就是每個核心都有一組控制器和運算器。比如I5是4核心，簡單來說他可以並行處理四個任務。假設這時候同時來了8個任務，那么分配到四個核心上相當於4個隊列，此時每個隊列只有2個任務。相比單核心CPU執行效率會大大提高。
什么是超線程
超線程（HT）：超線程和多線程不同，多線程是程序方面的屬於軟的代碼級別的，超線程是硬件架構方面的，通過控制器來模擬邏輯核心。
超線程有什么作用？其實也是為了提高效率更高的榨干控制器的運行能力。為什么這么說呢，因為任務過來之后很多時候不是馬上就能由運算器進行計算的，它還需要其他資源比如網絡傳輸過來的數據或者是硬盤中的數據，那么此時運算器就閑着，為了更大限度利用運算器，我可以設置2個控制器對應一個運算器，其中一個控制器處理的程序需要等待數據的時候，如果另外一個控制器處理的程序不需要等待或者數據已經准備好，那么就可以立即發送給運算器進行計算。
下圖藍色和橙色都是CPU的運算器在工作，白色表示運算器空閑。A圖是單核心、B圖是雙核心、C圖是單核心啟用超線程，可以看到C圖的CPU利用率最大。
圖2：
多線程有什么缺點
爭搶：核心上運算器只有一個，但是控制器2個，如果來的一個任務那么這兩個控制器就需要協調一下誰來處理，所以這個會有一定損耗。這就相當於線程池中的驚群概念。
發生擁擠：物理核心太多如果開啟HT則邏輯核心增加一倍，如果這時候來了幾百個任務，如何分配這些任務到哪些核心上就是個問題，雖然這是由操作系統來做的調度但是也會有額外損耗，相反你只有一個我就根本不需要考慮分配的問題。
4. 一次問題排查
如圖：
查看隊列長度，r表示運行和等待CPU時間片的進程數量；b表示等待資源的進程數量比如IO、或者內存交互等。
圖2 ：
查看進程中哪個線程使用率高
根據線程來查看具體代碼。
你也可以直接殺死這個進程。我這里直接殺死，然后LOAD就下降了。
參考：
https://www.cnblogs.com/rexcheny/p/9382396.html
https://www.jianshu.com/p/dde394a143e5