1. 什么是CPU占用率
CPU占用率是指系统中CPU正在执行任务的时间占CPU总时间的比例。在一个多任务的操作系统中，CPU需要根据不同的优先级来完成各种任务的调度和执行。当某个进程需要执行的任务较多或者优先级较高时，它会占用更多的CPU时间，从而导致CPU占用率较高。
高CPU占用率可能会导致系统运行缓慢，甚至造成系统崩溃。因此，解决高CPU占用率问题是系统优化的重要一环。
2. Linux进程的调度策略
2.1 Linux进程调度器
Linux操作系统使用一种称为O(1)调度器的进程调度算法。它是一种基于时间片轮转和优先级调度的混合调度算法。时间片轮转是指每个进程在一段时间内获得相同的CPU时间，而优先级调度则根据进程的优先级来决定它们获得CPU时间的权重。
Linux进程调度器会根据各个进程的优先级以及当前CPU负载情况来决定将CPU时间片分配给哪个进程。
2.2 进程调度策略
Linux操作系统支持多种进程调度策略，主要包括：
时间片轮转调度（SCHED_FIFO）：按照顺序依次执行所有进程，每个进程都有相同的时间片。
先来先服务调度（SCHED_RR）：按照进程的优先级进行调度，相同优先级的进程按照时间片轮转的方式执行。
完全公平调度（SCHED_NORMAL）：按照进程的优先级和进程所需的CPU时间来进行调度。
不同的调度策略适用于不同的场景，可以根据具体需求进行调整。
3. 调整Linux进程的CPU占用率
3.1 优化CPU密集型进程
对于CPU密集型进程，它们需要大量的CPU运算资源才能完成任务，因此会占用较高的CPU时间。如果这些进程的优先级较高，可能会导致系统的其他任务无法得到充分的CPU时间。
针对这种情况，可以通过调整进程的优先级来降低其对CPU的占用。可以使用nice命令将进程的优先级降低：
nice -n 10 command其中，-n 10表示将进程的优先级调整为10。较高的数值表示较低的优先级。
通过调整进程的优先级，可以将CPU资源更好地分配给其他任务，缓解CPU高占用的问题。
3.2 优化IO密集型进程
IO密集型进程主要是因为其需要频繁地进行IO操作，导致CPU占用率较高。针对这种情况，可以通过优化IO操作来降低CPU占用率。
一种常见的优化方式是使用异步IO。异步IO可以在IO操作进行的同时执行其他任务，而不是等待IO操作完成。这样可以充分利用CPU的空闲时间，降低CPU占用率。
另一种优化方式是使用缓存。缓存可以减少IO操作的次数，从而降低CPU占用率。可以使用缓存机制来提高系统的IO性能，减少对CPU的负载。
通过优化IO操作，可以减少CPU占用率，提高系统的整体性能。
4. 监控和诊断CPU占用率
4.1 top命令
top命令可以用来实时监控系统的CPU占用率。可以使用top命令找出占用CPU较高的进程，然后根据实际情况进行优化。
toptop命令会按照CPU占用率的高低对进程进行排序，并实时更新。
通过top命令可以直观地了解系统的整体CPU占用情况，以及具体进程的CPU占用情况。
4.2 ps命令
ps命令可以查看系统中正在运行的进程信息。可以使用ps命令结合grep命令进行筛选，找出占用CPU较高的进程。
ps aux | grep process_name其中，process_name为要查找的进程名。
通过ps命令可以获取进程的详细信息，包括进程的PID（进程ID）、RSS（内存占用量）和CPU占用率等。
4.3 sysstat工具
sysstat工具可以提供更详细的系统CPU占用率信息，包括各个进程的CPU使用情况、CPU负载等。
mpstat -P ALLmpstat命令可以显示每个逻辑CPU的使用率。
pidstatpidstat命令可以显示指定进程的CPU使用情况，包括用户空间CPU使用率和内核空间CPU使用率。
通过sysstat工具可以更详细地了解系统的CPU占用情况，有助于诊断CPU占用率较高的问题。
5. 结论
通过调整Linux进程的调度策略、优化CPU密集型进程和IO密集型进程，以及监控和诊断CPU占用率，可以缓解CPU高占用的问题，提高系统的整体性能。对于不同的场景和需求，可以采取相应的优化措施，避免系统运行缓慢或崩溃。