一、背景介绍

服务器的CPU使用率常常成为系统性能瓶颈，当遇到CPU占用率达到100%的情况时，不仅会导致系统响应速度变慢，严重时甚至会导致服务不可用，本文将详细探讨如何排查服务器CPU 100%的问题，并给出具体的解决方案。

二、排查思路与工具

1. 查看总体CPU使用情况

可以使用top命令查看整个系统的CPU使用情况，该命令可以实时显示各个进程的CPU使用率，按P键可以按CPU使用率排序，从而快速定位高耗CPU的进程。

命令：top

示例输出：

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
  1234 user      20   0  1.2G  234M  5678 S   99.9  1.2  0:12.34 some_process

2. 分析特定进程的线程

找到高耗CPU的进程后，需要进一步分析是哪个线程导致的CPU占用率高，可以使用top -H -p [PID]命令查看具体进程的线程情况。

命令：top -H -p [PID]

示例输出：

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
  1234 user      20   0  1.2G  234M  5678 S   99.9  1.2  0:12.34 some_process
  1235 user      20   0  1.2G  234M  5678 S   98.8  1.2  0:12.34 some_thread

3. 打印线程堆栈信息

可以通过jstack命令生成线程堆栈信息，以分析具体的代码路径。

命令：jstack [PID] > jstack.log

示例：

  "main" prio=5 tid=0x0000000000002aaa nid=0x1234 in java.lang.Thread.sleep(Native Method) [0x0000000000000000]
          at java.lang.Thread.sleep(Unknown Source)
          at java.lang.Thread.sleep(Unknown Source)
          at java.lang.Thread.sleep(Unknown Source)
          ...

4. 分析堆栈信息

通过分析堆栈信息，可以找到导致CPU占用高的代码路径，从而进行针对性的优化和调整，死循环、频繁的GC、锁竞争等都可能导致CPU使用率飙升。

示例：

  - XX.XXXXXXX (Runnable) at com.example.MyClass.myMethod(MyClass.java:[line 123])

5. 使用其他工具辅助分析

除了上述基本命令外，还可以使用ps、htop等工具进行进一步的分析，对于Java应用，还可以使用JProfiler、VisualVM等专业的性能分析工具。

三、常见问题及解决方案

1. 死循环

死循环是导致CPU占用率高的常见原因之一，通过分析线程堆栈信息，可以找到死循环的具体位置并进行修复。

示例：

  public void myMethod() {
      while (true) {
          // Some operations
      }
  }

2. 频繁的GC

如果应用程序频繁进行垃圾回收，也会导致CPU占用率高，可以通过调整JVM参数来优化GC性能，例如增加堆内存大小、调整GC算法等。

示例：

  java -Xmx2g -XX:+UseG1GC -jar myapp.jar

3. 锁竞争

多线程环境下，锁竞争也会导致CPU占用率高，可以通过优化代码逻辑、减少锁的粒度或使用更高效的并发数据结构来解决。

示例：

  synchronized (this) {
      // Some operations
  }

4. 高耗计算操作

复杂的计算操作（如正则匹配、大量的数学运算等）也可能导致CPU占用率高，可以通过优化算法、使用缓存等方式来降低CPU使用率。

示例：

  public boolean isMatch(String text, String pattern) {
      return text.matches(pattern);
  }

排查服务器CPU 100%的问题需要从整体到细节逐步分析，通过使用系统命令和工具定位高耗CPU的进程和线程，然后深入分析代码路径，找出根本原因并进行优化，在实际操作中，还需要注意以下几点：

定期监控：定期使用监控工具检查服务器的性能指标，及时发现和处理异常情况。

日志记录：详细记录排查过程和发现的问题，便于后续分析和回顾。

持续优化：不断优化代码和系统配置，提高系统的稳定性和性能。

通过以上方法和步骤，可以有效地排查和解决服务器CPU 100%的问题，确保系统的稳定运行。