Windows服务器CPU使用率过高问题的排查及解决方案
Windows服务器CPU使用率过高问题的排查及解决方案
当Windows服务器出现CPU使用率过高的问题时，不仅会影响服务器的正常运行，还可能导致业务中断。本文将详细介绍如何排查和解决这一常见问题，帮助IT运维人员快速定位问题并采取有效措施。
问题现象
Windows系统ECS实例中CPU使用率较高，即CPU使用率≥80%。
问题原因
CPU使用率较高可能有以下原因：
- ECS实例遭到病毒木马入侵。
- ECS实例中第三方杀毒软件运行。
- ECS实例中应用程序异常、驱动异常、高I/O使用率或高中断处理的应用程序。
解决方案
步骤一：定位问题
通过微软工具（任务管理器、资源监视器等）抓取系统Full Memory Dump，来定位CPU使用率过高的问题。在流量大的情况下，您还可以使用Wireshark抓取一段时间的网络包，分析流量使用情况。
本文以Windows Server 2022系统资源监视器为例，介绍如何定位CPU使用率较高的问题。其他常见工具，请参见常见工具。
- 通过VNC方式连接ECS实例。具体信息，请参见使用VNC登录实例。
- 在桌面底部单击开始菜单，选择运行。
- 在运行框中输入
perfmon -res，单击确定。 - 在资源监视器页面中，查看各进程是否有CPU使用率过高的现象。
- 针对占用CPU资源较高的进程，查看对应的进程ID和进程的程序名。
- 打开任务管理器，任务管理器的详细信息页签下，找到之前资源监视器查看到的异常进程名和对应的PID。右键单击进程名称，选择打开文件所在的位置(O)，查看进程是否为恶意程序。
步骤二：分析处理
判断影响CPU使用率过高的进程属于正常进程或是异常进程，并按照下述相应步骤处理。
可能原因 | 具体操作 |
|---|---|
正常进程 | 一般情况下，当频繁访问业务，或由于Windows自身服务（更新服务等）都可能会占用较高网络流量和CPU。说明Windows Server 2008或Windows Server 2012实例建议内存配置在2 GiB或者2 GiB以上。在使用Windows Server 2012的1 vCPU 1 GiB规格的实例时，Windows Update服务会自动更新，实例的CPU使用率也会突然升高，这是正常现象。检查后台是否有执行Windows Update的行为。建议在服务器上安装杀毒软件进行杀毒。如有安装杀毒软件，请检查CPU使用率较高时，杀毒软件是否在后台执行扫描操作。如果可能，请升级杀毒软件到最新版本，或者删除杀毒软件。检查该ECS内应用程序是否有大量的磁盘访问、网络访问行为或高计算需求。通过尝试增配实例规格的方式，使用更多核数或内存的规格来解决资源瓶颈问题。更多信息，请参见升降配方式概述。若自身服务器配置较高，再去升级配置已无太大意义。架构方面也并非是服务器配置越高就越好。此时，您需要尝试进行应用分离，通过不同的服务器去承载不同的应用，同时对相关程序进行优化。比如数据库完全通过RDS来承载，减轻服务器本身的资源消耗和服务器内部大量的调用。而程序优化方面，您可以根据自身的配置状况进行调整，具体的操作有调整连接数、缓存配置、Web和数据库调用时的各项参数等。 |
异常进程 | 对于CPU异常使用率过高的情况，可能是被恶意病毒、木马入侵导致的。有时三方恶意程序可能会利用操作系统的svchost.exe或者Tcpsvcs.exe来伪装，引起高CPU的占用。您需要手动对异常进程进行查杀。说明若您无法判断进程是否为病毒或木马，建议将进程名称在网上进行搜索后确认。另外，建议您进行进程删除操作前，创建快照完成备份。具体操作，请参见创建一个云盘快照。使用商业版杀毒软件，或使用微软免费安全工具Microsoft Safety Scanner，在安全模式下进行扫描杀毒。运行Windows Update来安装最新的微软安全补丁。使用MSconfig禁用所有非微软自带服务驱动，检查问题是否再次发生，具体操作请参考如何在Windows系统中执行干净启动。若服务器或站点遭受DDoS攻击或CC攻击等，短期内产生大量的访问需求。您可以登录云安全中心，查看云安全中心中的防护DDoS攻击是否调整好阈值，并核实是否开启CC防护。如果攻击没有触发到阈值，云安全中心没有清洗，可以联系售后协助开启清理。 |
常见工具
以下是关于Windows系统中定位CPU使用率过高问题工具的简要说明。
任务管理器
任务管理器可以直观查看应用程序列表，定位占用CPU较高的应用程序，如下是任务管理器页面。
在性能页面检查CPU使用率时，右键单击CPU使用率图示，单击将图形更改为(H) > 逻辑处理器(L)。
如下图显示了2个逻辑CPU的使用率。
当单个进程的CPU使用率飙升至接近100%时，而其它进程的CPU使用率变化不大，则可能是网络I/O处理造成的。
资源监视器
资源监视器可以直观查看CPU使用率，还可以通过句柄和模块搜索对应的进程。
Process Explorer
Process Explorer是一款Microsoft Sysinternals工具，通过配置正确的Symbols，检查对应应用程序的线程调用的Call Stack，用以定位可能的问题驱动。下载Process Explorer工具，请参见Process Explorer。
如下图是Process Explorer工具使用页面。
性能监视器
性能监视器（Performance Monitor）是Microsoft专业收集各个组件性能计数器的工具。对于系统CPU资源消耗，有多个Counter来检查。
Performance有如下三个核心参数：
\Processor(_Total)\% Processor Time：CPU执行非空闲线程的时间百分比。\Processor(_Total)\% Processor Time=\Processor(*)\% User Time+\Processor(*)\% Privileged Time。\Processor(*)\% User Time：表示处理器用于执行程序代码的时间消耗，可以确定哪个应用程序或函数调用消耗了较多的时间。\Processor(*)\% Privileged Time：应用程序在内核中执行系统调用（例如驱动、IRP，上下文切换等）操作的时间。如果操作系统花费多于30%的时间在Privileged Time，则说明实例正在进行高I/O吞吐相关的操作。
当% Privileged Time很高时，需要进一步检查% DPC Time、% Interrupt Time以及Context Switches/sec的情况。
- 高
% DPC Time、% Interrupt Time表示未知设备出现大量的操作或者很差的性能问题。更多详情，请参见Choose Your Own Adventure: High Deferred Procedure Calls (DPCs) or High Interrupts和Windows IT Pro Magazine: Examining xPerf。 Context Switch值很高时，说明内核在CPU上对进程或线程进行切换。更多详情，请参见The Case of the 2 Million Context Switches和Mark Russinovich's The Case of the System Process CPU Spikes。Context Switches/sec值很高表示有大量的线程处于Ready状态，需要减少线程的数量解决问题。