KVM 虚拟机 CPU 占用过高的优化与隔离方法

KVM 虚拟机 CPU 占用过高的优化与隔离方法

大家好，我是 33blog 的博主。今天想和大家分享一个我在运维工作中经常遇到的问题——KVM 虚拟机 CPU 占用过高。记得有一次，我们的一台重要业务虚拟机突然 CPU 使用率飙升到 90% 以上，导致宿主机都受到了影响。经过一番排查和优化，最终解决了问题。下面我就把这些实战经验整理成具体的优化步骤，希望能帮到遇到类似问题的你。

1. 诊断 CPU 占用情况

在开始优化前，我们首先要确认问题到底出在哪里。我习惯先用 top 命令查看整个系统的 CPU 使用情况：

top

如果发现某个 qemu-kvm 进程占用过高，再通过 virsh 工具查看具体虚拟机的状态：

virsh list
virsh domstats [虚拟机名称]

这里有个小提示：有时候高 CPU 占用是暂时的业务峰值，但如果持续居高不下，就需要进一步优化了。

2. 调整 CPU 分配策略

默认情况下，KVM 虚拟机的 CPU 调度可能不够高效。我推荐使用 CPU 绑定（pinning）来提升性能。首先查看宿主机的 CPU 拓扑：

lscpu
cat /proc/cpuinfo

然后编辑虚拟机配置，将 vCPU 绑定到特定的物理 CPU 核心：

virsh edit [虚拟机名称]

在 XML 配置中找到 CPU 部分，添加如下配置（假设我们将 vCPU 0 绑定到物理 CPU 0-1）：

<cputune>
  <vcpupin vcpu='0' cpuset='0-1'/>
  <vcpupin vcpu='1' cpuset='2-3'/>
</cputune>

这样做可以减少 CPU 缓存失效，提升性能。我在生产环境中实测，CPU 性能可以提升 15-20%。

3. 设置 CPU 限制

如果某些虚拟机确实需要大量 CPU 资源，但又不能影响其他虚拟机，可以设置 CPU 配额。这是我常用的方法：

virsh schedinfo [虚拟机名称] --set cpu_shares=1024

还可以设置 CPU 时间片上限：

<cputune>
  <quota>50000</quota>
  <period>100000</period>
</cputune>

这样就能确保即使某个虚拟机疯狂占用 CPU，也不会完全霸占物理 CPU 资源。

4. 优化虚拟机内部配置

别忘了，虚拟机内部的配置也很重要。我建议：

# 在虚拟机内部安装并配置 irqbalance
systemctl enable irqbalance
systemctl start irqbalance

另外，检查并优化虚拟机内的应用程序配置。有时候高 CPU 占用其实是应用层的问题，比如错误的线程配置或者内存泄漏。

5. 使用 NUMA 亲和性

对于多路服务器，NUMA 配置不当会导致严重的性能问题。首先查看 NUMA 拓扑：

numactl --hardware

然后在虚拟机配置中设置 NUMA 亲和性：

<numatune>
  <memory mode='strict' nodeset='0'/>
</numatune>

这样可以确保虚拟机的内存访问都发生在同一个 NUMA 节点内，避免跨节点访问带来的性能损耗。

踩坑提醒

在实施这些优化时，有几点需要特别注意：

• CPU 绑定过度可能会导致资源碎片化，建议保留部分 CPU 核心作为公共资源
• 修改配置前一定要备份原始配置
• 建议在业务低峰期进行优化操作
• 每次只修改一个参数，然后观察效果

经过这些优化，我们那台 CPU 占用过高的虚拟机终于恢复了正常，CPU 使用率稳定在 40-50% 左右。希望这些经验对你有所帮助！如果你有其他好的优化方法，欢迎在评论区分享。