1. CPU 使用率的真實(shí)含義是什么?

我們通常所說(shuō)的CPU使用率是指 “non-idle time”：即CPU不執(zhí)行 idle thread 的時(shí)間。操作系統(tǒng)內(nèi)核會(huì)在上下文切換時(shí)記錄CPU的運(yùn)行時(shí)間。假設(shè)一個(gè) non-idle thread 開(kāi)始運(yùn)行，100ms 后結(jié)束，內(nèi)核會(huì)認(rèn)為這段時(shí)間內(nèi) CPU 利用率為 100%。這種度量方式源于分時(shí)復(fù)用系統(tǒng)。早在阿波羅登月艙的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中，idle thread 當(dāng)時(shí)被叫做 “DUMMY JOB”，工程師通過(guò)比對(duì)運(yùn)行 “DUMMY JOB” 和 “實(shí)際任務(wù)” 的時(shí)間來(lái)衡量導(dǎo)航系統(tǒng)的使用率。

2.如何真正辨別 CPU 在做些什么？

在 PMC(Performance Monitoring Counters) 的幫助下，我們能看到更多的 CPU 運(yùn)行狀態(tài)信息。這里我們重點(diǎn)關(guān)注的核心度量指標(biāo)是 IPC(instructions per cycle)，它表示平均每個(gè) CPU cycle 執(zhí)行的指令數(shù)量，很顯然該數(shù)值越大性能越好。

3.CPU使用率引起誤解的因素

（1）溫度原因?qū)е绿幚砥?stall；

（2）Turboboost 干擾了時(shí)鐘速率；

（3）內(nèi)核使得時(shí)鐘速率加快；

（4）平均帶來(lái)的問(wèn)題：1分鐘利用率平均 80%，掩蓋了中間 100% 部分；

（5）自旋鎖: CPU 一直在被使用，同時(shí) IPC 也很高，但是應(yīng)用邏輯上并沒(méi)有任何進(jìn)展。