用 cpustat 定位 CPU 瓶颈，再针对网络栈做精准优化
定位思路与工具分工
- cpustat 用于高精度采样并汇总进程/系统的 CPU 利用率、上下文切换、中断 等，帮助判断网络高峰是否引发 CPU 饱和；它并不直接测量网络吞吐、时延、丢包等网络指标。网络层建议配合 iftop、nload、nethogs、tcpdump 等工具联合观测，以形成“CPU ↔ 网络”的因果链。这样能明确是网络本身受限，还是网络处理在 CPU 侧成为瓶颈。
安装与快速观测
- 安装工具：
- 系统自带的 cpustat（来自 sysstat）：sudo apt update && sudo apt install sysstat
- 网络观测：sudo apt install iftop nload nethogs tcpdump
- 典型观测组合（两个终端并行）：
- 终端1（CPU 视角）：sudo cpustat -p ALL 1
- 终端2（网络视角）：sudo iftop -i eth0 或 sudo nload eth0 或 sudo nethogs eth0
- 观察要点：当网络流量突增时，若 %usr + %sys 同步接近 100% 且软中断（si）升高，多半是网络栈/驱动在消耗 CPU；若 CPU 不高但吞吐上不去，更可能是 带宽/链路/对端/协议 限制。此时应转用带宽与时延工具进一步验证。
常见瓶颈与优化对照表
| 现象（由 cpustat 等观测到） |
可能原因 |
优化动作 |
| %sys 高、软中断(si)高，网络吞吐上不去 |
软中断集中在少数 CPU，NIC 中断未充分分散 |
启用/调优 RPS/RFS（将网卡中断在多核间分发）；升级驱动并使用 多队列 NIC；必要时绑定中断与队列（irqbalance/手动 affinity） |
| %usr 高，伴随 nethogs 看到某进程占用高 |
应用层加密、压缩、序列化等计算密集 |
开启 Gzip/TLS 硬件加速（如支持）、使用 零拷贝/异步 I/O、优化协议与序列化、考虑多进程/多线程并行 |
| %idle 高但 RTT 大/丢包 |
带宽或链路/对端瓶颈，非 CPU 问题 |
升级链路/带宽、优化路由与 QoS、就近接入/更换运营商、应用层限速与重试退避 |
| 上下文切换(cs)高、运行队列(prun)大 |
进程/线程过多、锁竞争、短连接风暴 |
合并请求、连接复用（长连接/连接池）、降低锁粒度、使用 epoll/异步 模型、限流与队列化 |
面向网络性能的 sysctl 调优示例
- 增大套接字缓冲，减少短连接与大流量下的丢包与重传：
- net.core.rmem_max = 16777216
- net.core.wmem_max = 16777216
- net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216
- net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216
- 加速连接回收，降低端口/内存占用（短连接高并发场景）：
- net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
- net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
- net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535
- 缓解 SYN 洪泛与连接建立压力：
- net.ipv4.tcp_syncookies = 1
- 应用生效：sudo sysctl -p
- 说明：以上为通用起点，需结合业务与压测微调；过大缓冲可能增加延迟与内存占用。
cpustat 采样与排障脚本示例
- 高分辨率采样 200ms、汇总 2s，持续 60s，输出 CSV，便于事后分析“网络高峰→CPU”关系：
- sudo cpustat -x -D -a 0.2 300 > cpustat_$(date +%F_%H%M%S).csv
- 同时采集网络侧关键指标（示例：每 1s 采样 iftop 的 10s 汇总，后台记录）：
- sudo iftop -i eth0 -t -s 10 >> iftop_$(date +%F_%H%M%S).log &
- 若使用 Go 版 cpustat（uber-common/cpustat），通常需要 root 权限（netlink taskstats 接口）：
- 分析建议：在 CSV 中关注 usr/sys/iowait 的峰值区间，与 iftop 日志的带宽峰值对齐，定位是 CPU 计算、内核网络栈 还是 外部带宽 成为主因。
