嵌入式 Linux 系列 17：进程模型、线程和 IPC 选择

嵌入式设备上的业务并不一定要写成一个大进程。网络、配置、外设、升级、日志、看门狗可以拆分，也可以合并。关键是理解进程、线程和 IPC 的取舍。

一、单进程还是多进程

单进程优点：

• 部署简单。
• 数据共享容易。
• 调试入口少。

缺点：

• 一个模块崩溃影响全局。
• 代码容易耦合。
• 热更新困难。

多进程优点：

• 隔离性更好。
• 可以单独重启。
• 权限可以拆分。

缺点：

• IPC 复杂。
• 部署和监控更复杂。
• 状态一致性要设计。

小设备可以先单进程，复杂产品再拆。

二、线程模型

常见线程：

main thread
mqtt thread
config thread
device io thread
log thread
watchdog thread

线程之间要避免：

• 长时间持锁。
• 回调里阻塞。
• 日志线程阻塞业务线程。
• 配置更新和业务读取没有同步。

线程问题很容易变成偶现问题，要尽早建立清晰模型。

三、IPC 方式

常见选择：

• Unix domain socket。
• FIFO。
• message queue。
• shared memory。
• dbus。
• 本地 HTTP。
• 文件状态。

精简系统里，Unix domain socket 很实用：

• 不依赖网络。
• 支持请求响应。
• 权限可以通过文件路径控制。
• 适合本机服务通信。

四、配置通知示例

MQTT 服务收到配置后：

mqtt_agent
  -> 写 /data/config/device.json
  -> 通过 unix socket 通知 app reload
  -> app reload 成功后返回
  -> mqtt_agent 发布 ack

这样 ack 代表真正生效，而不是只代表“收到命令”。

五、何时拆进程

可以考虑拆进程的情况：

• 模块崩溃风险高。
• 权限需要隔离。
• 升级频率不同。
• 外设操作可能阻塞。
• 第三方库不稳定。

不建议为了架构好看过早拆分。嵌入式设备资源有限，进程越多，监控和恢复成本越高。

六、验收清单

检查：

• 每个线程职责是否清楚。
• 退出流程是否清楚。
• 配置更新是否线程安全。
• IPC 是否有超时。
• 对端进程崩溃后能否恢复。
• supervisor 是否能重启关键进程。

进程模型不是代码组织问题，而是稳定性设计问题。