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CPU steal 时间长期 >10% 但宿主机空闲的 KVM / QEMU 超分配排查

舞姬之光

舞姬之光

发布时间:2026-01-29 20:38:02

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来源于php中文网

原创

steal高而宿主机top显示CPU空闲是因监控视角不同:steal反映vCPU被宿主机强制挂起的时间,而top仅统计物理核的用户/内核态占用,不包含KVM调度延迟;常见于vCPU超分配或绑定不均场景。

cpu steal 时间长期 >10% 但宿主机空闲的 kvm / qemu 超分配排查

为什么 steal 高但宿主机 top 显示 CPU 空闲?

这不是矛盾,而是监控视角错位:steal虚拟机内核从自身视角报告的“本该执行却因宿主机调度让出的时间”,它只反映 KVM 的 vCPU 被强制挂起的时长;而宿主机 top 看的是物理 CPU 核心的用户态/内核态占用,不包含被 kvm-kmodqemu 进程主动让出、或被其他 vCPU 抢占导致的调度延迟。常见于超分配 + 高频 vCPU 切换场景。

检查是否真存在 vCPU 超分配(而非内存)

超分配通常指 vCPU 总数远超物理逻辑核数,但很多人只查 lscpu 却忽略 qemu 进程实际绑定策略:

  • 运行 ps aux | grep qemu 找出对应进程 PID,再执行 taskset -cp 确认其绑定的 CPU 范围 —— 如果绑定了 8 个核,但启动时用了 -smp 16,那即使宿主机空闲,后 8 个 vCPU 也会持续争抢前 8 个核,触发大量 steal
  • 检查 /proc//status 中的 voluntary_ctxt_switchesnonvoluntary_ctxt_switches:若后者远高于前者(比如 5:1),说明 vCPU 频繁被强占,是 steal 上升的直接信号
  • virsh vcpuinfo 查看每个 vCPU 当前运行在哪个物理 CPU 上,观察是否集中扎堆(如全挤在 CPU0–3),而非均匀分布

kvm_statperf kvm 定位 steal 的具体来源

kvm_stat 不显示 steal,但它能暴露底层瓶颈:

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下载
  • exits(尤其是 io_windowhaltirq_window)说明 vCPU 频繁进出 guest mode,增加调度开销
  • 如果 remote_tlb_flush 次数异常高,意味着跨 NUMA 节点访问内存,vCPU 在等待远程 TLB 刷新完成时被计入 steal
  • 更准的方法是 perf kvm --event kvm:kvm_exit -p ,抓几秒退出事件分布:若大量 exit_reason=7HLT)或 exit_reason=28IOIO),说明 Guest 正在轮询或低效等待 I/O,应优化驱动或启用 ioeventfd

调整 cpu_modevcpu 分配策略的实际效果

别迷信 host-passthrough:它虽暴露完整 CPU 特性,但会禁用 KVM 的一些调度优化,反而加剧 steal;实测中 host-model 更稳:

  • 对数据库类 VM,把 vcpu 数设为物理核心数的 1.2× 内(如 16 核宿主机跑 ≤19 vCPU),并配合 cputune.vcpupin 固定到特定 core,避免迁移抖动
  • 启用 cpu mode='host-model' + feature policy='disable' 关闭 pdpe1gb 等非必要特性,减少 exit 开销
  • 若用 virtio-blk,确认启用了 ioeventfd=onqueues=N(N ≥ vCPU 数),否则单队列锁会成为 steal 黑洞

真正难处理的是混合负载:既有批处理型 VM(长时间占用 vCPU),又有响应型 VM(短时高频唤醒)。这种情况下 steal 往往不是配置问题,而是调度器无法兼顾吞吐与延迟,得靠 cpu.cfs_quota_us 限频 + cpu.rt_runtime_us 保实时性来硬切资源边界。

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