CPU占用率过高的常见原因

以下文章来源于ByteByteGo，作者李华

排查系统问题时，CPU 飙升是一个常见的问题。

下图显示了导致 100% CPU 使用率的常见原因。了解这些情况有助于诊断问题和提高系统效率。

01 无限循环

导致 CPU 占用率高的最简单但最具破坏性的编程错误之一就是无限循环。

当程序中的循环缺乏正确的退出条件或条件从未满足时，就会出现这种情况，导致循环无休止地运行，消耗过多的处理器时间。

02 后台进程

通常，后台运行的进程（如软件更新、系统维护脚本或其他自动任务）会意外占用大量 CPU 资源。虽然单个进程可能并不耗费大量资源，但累积起来就会使 CPU 不堪重负。

03 高流量

处理用户请求的服务器和应用程序可能会因流量过大而不堪重负，尤其是在未适当扩展或优化的情况下。当系统努力处理传入的请求时，这种需求激增会耗尽 CPU 资源。

04 资源密集型应用程序

某些应用程序，尤其是涉及视频编辑、游戏或科学模拟的应用程序，需要大量的计算能力。在没有足够系统资源的情况下运行这些应用程序，可能会导致 CPU 占用率达到 100%，因为它们试图执行高要求的任务。

05 内存不足

当系统内存不足时，就会将磁盘存储作为虚拟内存使用，而虚拟内存的运行速度要慢得多。这种过度的分页和交换会导致 CPU 占用率居高不下，因为处理器需要花费更多时间来管理内存访问，而不是高效地执行进程。

06 并发进程

多个进程同时运行会导致对 CPU 资源的竞争，尤其是当其中许多进程都是资源密集型进程时。这会导致所有进程获得的 CPU 时间减少，当每个进程都试图完成自己的任务时，CPU 时间可能会被耗尽。

07 繁忙等待

忙等待或自旋锁等编程问题，即进程在不释放 CPU 的情况下反复检查条件是否满足，会导致 CPU 占用率居高不下。这种低效率的资源使用会妨碍 CPU 执行其他任务。

08 正则表达式匹配

复杂的正则表达式，尤其是涉及大量回溯的正则表达式，计算成本可能很高。低效的正则表达式查询会消耗大量的 CPU 时间，尤其是在输入量较大或应用于大量文本搜索时。

09 恶意软件和病毒

病毒、蠕虫或木马等恶意软件也会导致 100% 的 CPU 占用率。这些程序可能会运行后台进程，消耗资源用于恶意活动，如加密挖掘、传播恶意软件或执行拒绝服务攻击。