wrk压测下Nginx Worker进程CPU使用率未达100%的原因排查

压测场景与异常现象 #

• 压测工具：wrk
• 初始压测命令：wrk -t1 -c40 -d50s http://127.0.0.1:80
• 调整后压测命令：wrk -t10 -c400 -d50s http://127.0.0.1:80

无论调整wrk的线程数与并发连接数，通过top观测到Nginx Worker进程的CPU使用率始终无法突破70%。

已完成排查 #

1. 阻塞推测验证：
   初步推测Worker进程因内核阻塞调用被调度，导致CPU无法跑满，但使用bcc的offcputime工具生成的offcpu火焰图显示，50秒压测周期内目标进程仅出现1ms的offcpu事件，与理论预期的15秒（30%*50秒）严重不符。
2. 工具有效性确认：
   已执行tar -xf ../clang+llvm-17.0.2-powerpc64-ibm-aix-7.2.tar.xz验证offcputime工具工作正常。

后续排查方向 #

• 软中断瓶颈检查：执行cat /proc/softirqs观测网络软中断处理情况，若软中断占用过高，会抢占Worker进程的CPU时间，导致其无法跑满。
• Nginx配置验证：确认worker_processes是否与CPU核心数匹配，worker_connections是否足够，是否存在limit_conn、limit_req等限流配置限制请求处理。
• 系统资源瓶颈排查：通过vmstat、iostat检查磁盘IO、内存使用情况，若存在IO瓶颈，可能间接导致进程无法高效利用CPU。
• 客户端瓶颈验证：确认wrk客户端自身是否耗尽资源（如客户端CPU、本地端口数），无法发起更多请求，导致Nginx无足够负载。
• 内核参数检查：查看TCP相关参数（如tcp_max_syn_backlog、somaxconn）是否存在限制，导致请求无法及时被Nginx接收处理。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者zwy