记一次 .NET 某仪器测量系统 CPU爆高分析 - 服务器托管|北京服务器租用|机房托管租用|IDC托管租用|机房机柜带宽租用-价格及费用咨询

一：背景

1. 讲故事

最近也挺奇怪，看到了两起 CPU 爆高的案例，且诱因也是一致的，觉得有一些代表性，合并分享出来帮助大家来避坑吧，闲话不多说，直接上 windbg 分析。

二：WinDbg 分析

1. CPU 真的爆高吗

这里要提醒一下，别人说爆高不一定真的就是爆高，我们一定要拿数据说话，可以用 !tp 观察下。


0:000> !tp
logStart: 132
logSize: 200
CPU utilization: 59 %
Worker Thread: Total: 6 Running: 6 Idle: 0 MaxLimit: 10 MinLimit: 4
Work Request in Queue: 0
--------------------------------------
Number of Timers: 3
--------------------------------------
Completion Port Thread:Total: 2 Free: 2 MaxFree: 8 CurrentLimit: 2 MaxLimit: 10 MinLimit: 4

虽然卦中的 CPU 不低但也不是我理想的阈值，不过分析也是可以分析的，知道了 CPU 的利用率，接下来我们看下这个 CPU 猛不猛，使用 !cpuid 看下核心数。


0:000> !cpuid
CP  F/M/S  Manufacturer     MHz
 0  6,167,1      199
 1  6,167,1      199
 2  6,167,1      199
 3  6,167,1      199

只有四个核心，看样子这 CPU 不咋地哈，接下来的问题是谁导致了 CPU 爆高呢？

2. 是谁导致的 CPU 爆高

如果你刚才仔细看 !tp 的输出，应该会发现这么一句话 Total: 6 Running: 6 ，这表示当前线程池中的所有工作线程火力全开，有了这个现象，思路就比较明朗了，为什么会火力全开，这些线程此时都在干什么？我们使用 ~*e !clrstack 观察一下。


0:000> ~*e !clrstack
...
OS Thread Id: 0x1dd8 (58)
        Child SP               IP Call Site
...
00000065F623F360 00007ffc38383a06 xxx+c__DisplayClass18_0.b__0(System.Object)
00000065F623FA00 00007ffc385680e2 System.Threading.ThreadPoolWorkQueue.Dispatch() [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/ThreadPoolWorkQueue.cs @ 729]
00000065F623FA90 00007ffc9638e3ee System.Threading.PortableThreadPool+WorkerT服务器托管网hread.WorkerThreadStart() [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/PortableThreadPool.WorkerThread.cs @ 63]
00000065F623FBA0 00007ffc96372eaf System.Threading.Thread.StartCallback() [/_/src/coreclr/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/Thread.CoreCLR.cs @ 105]
00000065F623FE30 00007ffc9730af03 [DebuggerU2MCatchHandlerFrame: 00000065f623fe30] 
OS Thread Id: 0x15a8 (59)
        Child SP               IP Call Site
00000065F63BE6F8 00007ffca6905d14 [InlinedCallFrame: 00000065f63be6f8] Interop+Winsock.recv(System.Net.Sockets.SafeSocketHandle, Byte*, Int32, System.Net.Sockets.SocketFlags)
00000065F63BE6F8 00007ffc38521441 [InlinedCallFrame: 00000065f63be6f8] Interop+Winsock.recv(System.Net.Sockets.SafeSocketHandle, Byte*, Int32, System.Net.Sockets.SocketFlags)
00000065F63BE6C0 00007ffc38521441 ILStubClass.IL_STUB_PInvoke(System.Net.Sockets.SafeSocketHandle, Byte*, Int32, System.Net.Sockets.SocketFlags)
00000065F63BE790 00007ffc385679d1 System.Net.Sockets.Socket.Receive(Byte[], Int32, Int32, System.Net.Sockets.SocketFlags, System.Net.Sockets.SocketError ByRef) [/_/src/libraries/System.Net.Sockets/src/System/Net/Sockets/Socket.cs @ 1473]
...
00000065F63BF140 00007ffc3838ae0b xxx+c__DisplayClass18_0.b__0(System.Object)
00000065F63BF7E0 00007ffc385680e2 System.Threading.ThreadPoolWorkQueue.Dispatch() [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/ThreadPoolWorkQueue.cs @ 729]
00000065F63BF870 00007ffc9638e3ee System.Threading.PortableThreadPool+WorkerThread.WorkerThreadStart() [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/PortableThreadPool.WorkerThread.cs @ 63]
00000065F63BF980 00007ffc96372eaf System.Threading.Thread.StartCallback() [/_/src/coreclr/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/Thread.CoreCLR.cs @ 105]
00000065F63BFC10 00007ffc9730af03 [DebuggerU2MCatchHandlerFrame: 00000065f63bfc10]

通过仔细观察各个线程的线程栈，发现最多的是 xxx+c__DisplayClass18_0.b__0 方法，从底层的 PortableThreadPool 来看，这是 C# 自己封装的线程池，说明这是由线程池工作线程创建的，再辅助一张截图：

接下来的方向是 xxx+c__DisplayClass18_0.b__0 为何方神圣，可能有些朋友对这种方法命名很奇怪，这里解释一下，一般都是 await, async 的底层弄出来的，由大量的状态机方法所致。

3. c__DisplayClass18_0 到底写了什么

知道了这个方法，接下来可以用 ILSPY 去观察下这段代码服务器托管网，截图如下：

上面这段代码不知道大家有没有看出什么问题？至少我看到这样的代码我就知道 CPU 为什么会爆高了，两点原因。

偷懒，无脑往线程池丢，导致线程增多
线程中方法时间复杂度高。

关于时间复杂度高，在子函数很容易就能找到诸如此类代码，将一个 hash 用在了一个它最不擅长的地方，复杂度一下子就上来了。


public static xxx Getxxx(xxx conxx)
{
	xxx xxxInfo2 = conxxx;
	lock (xxx)
	{
		return hashxxxnfo.Where((xxxInfo x) => x.xxx == xxx.xxx && x.xxx == xxx.intPtr)?.FirstOrDefault();
	}
}

4. 其他dump呢

刚才我也说了，最近是连续看到了两个，另外一个也是很奇葩的，而且还更严重，使用 !tp 观察一下。


0:000> !tp
CPU utilization: 92%
Worker Thread: Total: 16 Running: 16 Idle: 0 MaxLimit: 32767 MinLimit: 16
Work Request in Queue: 17
    AsyncTimerCallbackCompletion TimerInfo@000000e644d32df0
    Unknown Function: 00007fff29dc17d0  Context: 000000e136337f58
    Unknown Function: 00007fff29dc17d0  Context: 000000e136344798
    Unknown Function: 00007fff29dc17d0  Context: 000000e1363479a8
    ...
    Unknown Function: 00007fff29dc17d0  Context: 000000e135730720
    Unknown Function: 00007fff29dc17d0  Context: 000000e13573ccd8
--------------------------------------
Number of Timers: 0
--------------------------------------
Completion Port Thread:Total: 1 Free: 1 MaxFree: 32 CurrentLimit: 1 MaxLimit: 1000 MinLimit: 16

从卦中看，cpu利用率更高，线程池队列还有任务堆积，用同样的方式也洞察出了它的问题代码，也是一个无脑丢。

5. 如何优化

要想把 CPU 弄下去，无非就是在 生产端 和 消费端 进行双向打磨。

生产端

严格控制线程的个数，以排队的方式定时定量的处理，严禁无脑丢，因为运行的线程少了，cpu自然就下去了。

消费端

很多朋友写代码不注意时间复杂度，或者根本不关心，导致数据量稍微大一点，代码就接近死循环，真的是无语死了，所以尽量把代码性能优化再优化，提高单次处理速度，让消费端接待能力大大超出生产端。

三：总结

这两个 CPU 爆高事故还是非常经典的，根子上还是有不少初中级程序员具有 偷懒 + 无视算法 的思维，谨以这篇让后来的朋友少踩坑吧！

服务器托管，北京服务器托管，服务器租用 http://www.fwqtg.net
机房租用，北京机房租用，IDC机房托管， http://www.fwqtg.net

相关推荐: 交叉导轨的结构与特长

在交叉导轨中，精密滚柱互相直交地组合在一起的滚柱保持架与设置在专用轨道上的90°V形沟槽滚动面组合起来使用。通过将2列滚子导轨平行地装配，使导轨系统能承受4个方向的负荷。而且，因能向交叉滚子导轨施加预压，从而能获得无间隙且高刚性、动作轻快的滑座机构。目前，交…