当 MySQL 出现 CPU 持续飙高 时，问题往往不只存在于数据库本身，而可能涉及：

• SQL 执行效率

• 系统资源瓶颈

• 并发模型

• 内核调度

• I/O 或网络行为

本文提供一套 工程化三阶段排查方法：

主机层定位 → 系统层分析 → MySQL 内部根因

目标是精准回答三个问题：

1. CPU 被谁消耗？

2. 为什么消耗？

3. 如何优化？

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第一阶段：确认问题范围（定位 CPU 消耗主体）

目标：明确 是谁在消耗 CPU。

• MySQL 整体？

• 单个线程？

• SQL 计算？

• 内核系统调用？

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1.1 查看主机整体 CPU 负载

命令

top -c

CPU 行解读

%Cpu(s): 10.4 us, 2.6 sy, 0.0 ni, 86.5 id, 0.1 wa, 0.0 hi, 0.4 si, 0.0 st

字段	含义	判断
us	用户态 CPU	高 → SQL 计算密集
sy	内核态 CPU	高 → 系统调用频繁
wa	I/O 等待	高 → 磁盘瓶颈
id	空闲	低 → CPU 真正繁忙

👉 经验判断

• us > 70% → SQL 问题概率极高

• sy 高 → 锁 / 内核调度问题

• wa 高 → I/O 伪 CPU 高

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Load Average 判断

load average: 8.2, 7.9, 6.5

规则：

Load > CPU 核心数 = 系统过载

示例：

• 4 核 CPU

• load = 8
  ➡ 存在运行队列堆积

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1.2 定位 MySQL 进程 PID

ps -ef | grep mysqld
# 或
pidof mysqld

记录 PID，例如：

12345

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1.3 查看 MySQL 内部线程 CPU（关键步骤）

MySQL = 多线程模型
一个连接 ≈ 一个线程。

top -H -p 12345 -d 1

场景分析

✅ 场景 A：单线程 100%

含义：

单条慢 SQL

行动：

• 记录线程 ID

• 去 MySQL 查 SQL

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✅ 场景 B：大量线程均高

含义：

并发过高 / 连接风暴

行动：

• 检查连接池

• 限制最大连接

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✅ 场景 C：线程不高但整体 CPU 高

可能原因：

• MySQL 后台线程

• 锁竞争

• 上下文切换

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1.4 区分用户态与内核态 CPU

pidstat -p 12345 -u -h 1 5

字段	含义
%usr	SQL 计算
%system	内核消耗
%CPU	总占用

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第二阶段：系统层面排查

确认 mysqld 占 CPU 后，需要排除 操作系统导致的性能下降。

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2.1 上下文切换检查

vmstat 1 5

重点字段：

字段	含义
cs	上下文切换
in	中断次数

判断：

• 正常：几千/s

• 异常：> 20000/s

原因：

• 线程过多

• 锁竞争

• CPU 抢占

进一步：

pidstat -w -p 12345 1 5

关注：

• cswch/s

• nvcswch/s

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2.2 内存与 Swap 检查

free -m
vmstat 1 5

关键字段：

字段	含义
si	swap in
so	swap out

⚠️ si/so != 0 = 严重问题

影响：

• CPU sy 飙升

• 数据库性能断崖下降

优化：

• 增内存

• 调整 buffer pool

• swapoff -a

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2.3 网络连接检查

netstat -an | grep ESTABLISHED | wc -l
netstat -an | grep TIME_WAIT | wc -l
ss -ant | grep :3306 | wc -l

判断：

现象	含义
ESTABLISHED 高	连接池失效
TIME_WAIT 高	短连接风暴

优化：

• 使用连接池

• tcp_tw_reuse

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2.4 磁盘 I/O 与 CPU 关联

iostat -x -k 1 5

关注：

字段	判断
%util	接近100% = 饱和
await	>10ms = 慢盘

若同时：

• wa 高

• %util 高

➡ CPU 是被动等待。

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2.5 NUMA 架构检查

numactl --hardware
dmesg | grep -i numa

问题：

CPU 与内存跨节点访问

建议：

numactl --interleave=all /usr/sbin/mysqld

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2.6 硬中断检查

watch -n 1 'cat /proc/interrupts | grep -E "CPU|eth|nvme|sda"'

如果某 CPU 中断暴涨：

➡ IRQ 未均衡

解决：

irqbalance

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第一、二阶段总结

检查项	命令	异常
CPU	top	us/wa 高
线程	top -H	单线程100%
上下文	vmstat	cs 高
Swap	vmstat	si/so>0
网络	ss	TIME_WAIT 多
NUMA	numactl	未绑定

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第三阶段：MySQL 层面排查（核心阶段）

当系统层无异常：

问题几乎一定在 SQL 或 MySQL 内部机制

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3.1 实时会话分析（抓现行）

SELECT ID, USER, HOST, DB, COMMAND, TIME, STATE, INFO
FROM information_schema.PROCESSLIST
WHERE COMMAND != 'Sleep'
ORDER BY TIME DESC
LIMIT 20;

STATE 含义

状态	含义
Sending data	全表扫描
Sorting result	排序
Creating tmp table	临时表
Waiting for lock	锁竞争
Purging	Undo 清理

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OS 线程关联（8.0）

通过：

performance_schema.threads

关联：

• PROCESSLIST_ID

• THREAD_OS_ID

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3.2 慢查询分析（历史问题）

开启：

SET GLOBAL slow_query_log='ON';
SET GLOBAL long_query_time=0.1;
SET GLOBAL log_queries_not_using_indexes='ON';

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mysqldumpslow

mysqldumpslow -s t -t 10 slow.log

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pt-query-digest（推荐）

pt-query-digest slow.log

关注：

• Rows examine

• Response time

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3.3 状态指标分析

线程

SHOW STATUS LIKE 'Threads_running';

规则：

Threads_running ≤ CPU 核心数

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临时表

SHOW STATUS LIKE 'Created_tmp%';

磁盘临时表高 ⇒ SQL 或 tmp_table_size 问题。

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Buffer Pool 命中率

计算：

1 - reads / read_requests

目标：

≥ 99%

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3.4 锁与事务分析

SHOW ENGINE INNODB STATUS\G

关注：

• TRANSACTIONS

• SEMAPHORES

大量 spin/wait ⇒ 锁竞争。

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SELECT * FROM sys.innodb_lock_waits;

检查：

• 长事务

• DDL 阻塞

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3.5 执行计划分析（最终定位）

EXPLAIN FORMAT=JSON SELECT ...

关键字段：

字段	危险信号
type	ALL
key	NULL
rows	极大
Extra	Using filesort
Extra	Using temporary

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常见索引失效

1. 违反最左前缀

2. 函数计算

3. 隐式类型转换

4. %abc 模糊查询

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3.6 Performance Schema 深度分析

SELECT EVENT_NAME, COUNT_STAR, SUM_TIMER_WAIT
FROM performance_schema.events_statements_summary_by_global_by_event_name
ORDER BY SUM_TIMER_WAIT DESC
LIMIT 10;

实时：

SELECT *
FROM sys.session
ORDER BY current_statement_latency DESC;

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第三阶段决策表

现象	原因	方案
单 SQL 慢	全表扫描	建索引
多 SQL 快	并发高	限流
tmp 表高	排序	调内存
Buffer miss	内存小	调 BP
锁等待	长事务	拆事务
Purging	写入多	调 purge

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推荐排查顺序（实战经验）

① SHOW PROCESSLIST
        ↓
② Threads_running
        ↓
③ Slow Log
        ↓
④ EXPLAIN