log-20240320

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 MQTTManager::process()

 

 

CPU消耗达到120%通常意味着程序使用了不止一个CPU核，可能是由于多线程或线程空转等情况导致的。以下是几种可能的原因以及相应的排查方法：

 

CPU消耗达到120%通常意味着程序使用了不止一个CPU核，可能是由于多线程或线程空转等情况导致的。以下是几种可能的原因以及相应的排查方法：

1. 线程空转（忙等待）

• 原因： 如果某个线程在循环中不断地轮询某个条件（如没有合适的休眠或等待机制），则可能会消耗大量CPU资源而没有实际处理任务。
• 排查方法：
  • 查看线程逻辑，特别是有没有循环没有正确的休眠或等待条件。
  • 使用top或htop查看是否有多个线程在消耗高CPU。
  • 可以在循环中添加日志或打印语句，看看是否不断进入循环。
  • 解决方案： 在循环中引入合适的等待机制，比如条件变量（condition variable）、互斥锁（mutex）或者std::this_thread::sleep_for()。

2. 过多的活跃线程

• 原因： 如果程序中创建了过多的线程，而这些线程同时运行，它们可能会争夺CPU资源，导致高CPU使用率。
• 排查方法：
  • 检查线程创建逻辑，是否创建了比实际需要更多的线程。
  • 使用工具如gdb或htop，查看线程数量，或者直接用ps -eLf | grep <your_program>查看程序的线程数。
  • 解决方案： 限制线程的创建，使用线程池（如C++的std::thread_pool）来复用线程。

3. I/O密集型操作

• 原因： 如果程序中有大量I/O操作（如读写文件或网络请求），但I/O操作没有异步化处理，CPU可能会因为频繁的上下文切换而被占用。
• 排查方法：
  • 检查是否有大量的I/O操作，尤其是同步I/O操作。
  • 可以使用strace工具跟踪系统调用，查看是否有过多的read、write等I/O操作。
  • 解决方案： 尝试使用异步I/O（如C++的异步文件I/O或网络库），或者使用多路复用（如select或epoll）。

4. 死锁或竞争条件

• 原因： 线程可能陷入死锁或者因为锁竞争而无法正常释放CPU，导致某些线程在不断尝试获取资源，从而消耗大量CPU。
• 排查方法：
  • 使用gdb或valgrind的helgrind工具检查死锁和线程竞争条件。
  • 在代码中引入日志，跟踪互斥锁的使用情况。
  • 解决方案： 优化锁的使用，减少锁的持有时间，或者考虑使用无锁数据结构。

5. 内存泄漏或无效的内存访问

• 原因： 内存泄漏或访问无效内存可能导致程序反复尝试分配和释放内存，消耗CPU。
• 排查方法：
  • 使用valgrind或AddressSanitizer工具检查是否有内存泄漏或非法的内存访问。
  • 解决方案： 通过工具定位问题代码，修复内存管理逻辑。

6. 频繁的上下文切换

• 原因： 如果程序中的线程频繁地阻塞和唤醒，可能会导致过多的上下文切换，浪费CPU资源。
• 排查方法：
  • 使用perf工具查看程序的上下文切换情况。
  • 解决方案： 减少线程的阻塞和唤醒，优化同步机制。

结论

排查CPU过高消耗的主要步骤是先确认程序中的线程行为是否合理，I/O操作是否同步，内存是否正确管理，最后使用工具对程序的行为进行监控，如gdb、valgrind、perf等。这些工具可以帮助定位问题的具体原因，然后对症下药。

 

 

 

 

ps -eLf | grep <your_program> 这个命令组合用于在Linux系统中查看指定程序的所有线程信息。它可以帮助你诊断程序运行时的线程数量及状态。以下是对每个部分的详细解释：

1. ps -eLf

• ps：显示当前系统上运行的进程信息。
• -e：显示系统上所有进程的信息，不仅限于当前用户的进程，等同于ps -A。
• -L：显示进程中的所有线程。每个线程都会有一行信息。
• -f：以完整格式显示信息，包括用户、PID（进程ID）、PPID（父进程ID）、C（CPU利用率）、STIME（进程启动时间）、TTY（终端）、TIME（占用CPU的时间）和CMD（命令行）。

通过这个命令，你将看到系统中所有正在运行的进程及其线程的详细信息。

2. | (管道符)

• | 是管道符，用来将前一个命令的输出传递给下一个命令进行处理。这里把ps -eLf的输出传给grep进行筛选。

3. grep <your_program>

• grep 是一个文本过滤工具，用于在输入内容中查找符合指定模式的行。
• <your_program>：是你要查找的程序名或部分匹配的字符串。在实际使用中，你可以用你程序的可执行文件名来替代<your_program>，比如：
  bash

  复制代码

  ps -eLf | grep my_program

这样做的目的是从所有线程信息中筛选出与你的程序相关的行，方便你查看该程序的线程情况。

示例

假设你有一个名为my_app的程序正在运行，可以输入以下命令：

bash

复制代码

ps -eLf | grep my_app

输出解释

该命令的输出通常类似这样：

 

yaml

复制代码

UID PID PPID LWP C NLWP STIME TTY TIME CMD user 1234 1 1234 0 4 09:00 ? 00:00:00 ./my_app user 1234 1 1235 0 4 09:00 ? 00:00:00 ./my_app user 1234 1 1236 0 4 09:00 ? 00:00:00 ./my_app user 1234 1 1237 0 4 09:00 ? 00:00:00 ./my_app

• UID：运行该进程的用户。
• PID：进程ID。
• PPID：父进程ID。
• LWP：轻量级进程（线程ID），每个线程都有一个不同的LWP。
• C：CPU利用率。
• NLWP：该进程中运行的线程总数。
• STIME：进程启动时间。
• TTY：终端控制信息，?表示没有终端。
• TIME：进程消耗的CPU时间。
• CMD：启动进程的命令行。

通过观察LWP列，你可以知道程序当前创建了哪些线程，NLWP表示线程总数。