CPU占用率過高的常見原因

以下文章來源于ByteByteGo，作者李華

排查系統(tǒng)問題時，CPU 飆升是一個常見的問題。

下圖顯示了導(dǎo)致 100% CPU 使用率的常見原因。了解這些情況有助于診斷問題和提高系統(tǒng)效率。

01 無限循環(huán)

導(dǎo)致 CPU 占用率高的最簡單但最具破壞性的編程錯誤之一就是無限循環(huán)。

當(dāng)程序中的循環(huán)缺乏正確的退出條件或條件從未滿足時，就會出現(xiàn)這種情況，導(dǎo)致循環(huán)無休止地運行，消耗過多的處理器時間。

02 后臺進(jìn)程

通常，后臺運行的進(jìn)程（如軟件更新、系統(tǒng)維護(hù)腳本或其他自動任務(wù)）會意外占用大量 CPU 資源。雖然單個進(jìn)程可能并不耗費大量資源，但累積起來就會使 CPU 不堪重負(fù)。

03 高流量

處理用戶請求的服務(wù)器和應(yīng)用程序可能會因流量過大而不堪重負(fù)，尤其是在未適當(dāng)擴(kuò)展或優(yōu)化的情況下。當(dāng)系統(tǒng)努力處理傳入的請求時，這種需求激增會耗盡 CPU 資源。

04 資源密集型應(yīng)用程序

某些應(yīng)用程序，尤其是涉及視頻編輯、游戲或科學(xué)模擬的應(yīng)用程序，需要大量的計算能力。在沒有足夠系統(tǒng)資源的情況下運行這些應(yīng)用程序，可能會導(dǎo)致 CPU 占用率達(dá)到 100%，因為它們試圖執(zhí)行高要求的任務(wù)。

05 內(nèi)存不足

當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存不足時，就會將磁盤存儲作為虛擬內(nèi)存使用，而虛擬內(nèi)存的運行速度要慢得多。這種過度的分頁和交換會導(dǎo)致 CPU 占用率居高不下，因為處理器需要花費更多時間來管理內(nèi)存訪問，而不是高效地執(zhí)行進(jìn)程。

06 并發(fā)進(jìn)程

多個進(jìn)程同時運行會導(dǎo)致對 CPU 資源的競爭，尤其是當(dāng)其中許多進(jìn)程都是資源密集型進(jìn)程時。這會導(dǎo)致所有進(jìn)程獲得的 CPU 時間減少，當(dāng)每個進(jìn)程都試圖完成自己的任務(wù)時，CPU 時間可能會被耗盡。

07 繁忙等待

忙等待或自旋鎖等編程問題，即進(jìn)程在不釋放 CPU 的情況下反復(fù)檢查條件是否滿足，會導(dǎo)致 CPU 占用率居高不下。這種低效率的資源使用會妨礙 CPU 執(zhí)行其他任務(wù)。

08 正則表達(dá)式匹配

復(fù)雜的正則表達(dá)式，尤其是涉及大量回溯的正則表達(dá)式，計算成本可能很高。低效的正則表達(dá)式查詢會消耗大量的 CPU 時間，尤其是在輸入量較大或應(yīng)用于大量文本搜索時。

09 惡意軟件和病毒

病毒、蠕蟲或木馬等惡意軟件也會導(dǎo)致 100% 的 CPU 占用率。這些程序可能會運行后臺進(jìn)程，消耗資源用于惡意活動，如加密挖掘、傳播惡意軟件或執(zhí)行拒絕服務(wù)攻擊。