嵌入式 Linux 系列 19：CPU、内存和启动性能调优

嵌入式设备资源有限，性能优化不能只靠“换更强芯片”。CPU、内存、启动时间、Flash 写入、网络重连都需要在设计阶段考虑。优化的第一步是测量，而不是猜。

一、先测量

常用命令：

top
ps
free
cat /proc/meminfo
cat /proc/uptime
dmesg

如果有：

perf
strace
time

也可以加入 debug 镜像。

二、CPU 占用高

先找进程：

top

再看系统调用：

strace -p <pid>

常见原因：

• 死循环。
• 高频日志。
• 无 sleep 轮询。
• 网络重连太频繁。
• JSON 解析过于频繁。
• 线程锁竞争。

嵌入式服务里，轮询一定要有节制。

三、内存问题

查看：

cat /proc/<pid>/status
cat /proc/<pid>/smaps

常见原因：

• 消息队列无限增长。
• 断网缓存不设上限。
• 日志缓存不释放。
• 频繁 malloc/free 导致碎片。
• 第三方库泄漏。

内存优化要先设边界：缓存最大多少、离线消息最多多少、日志队列最多多少。

四、启动时间

启动慢通常来自：

• Bootloader 延时。
• 内核驱动初始化慢。
• rootfs 检查慢。
• 启动脚本串行执行太多。
• 应用初始化阻塞。

可以在 rcS 中加时间点：

echo "$(date +%s) start network" >> /data/log/boot_time.log

更好的方式是用内核 bootchart 或 systemd-analyze，但精简系统不一定具备。

五、减少无效工作

常见优化：

• 非关键服务延迟启动。
• 网络起来后再启动依赖网络的业务。
• 大日志异步写。
• 配置只在变更时落盘。
• MQTT 重连指数退避。
• 图片、模型、资源按需加载。

优化要和稳定性一起看，不能为了快牺牲可恢复能力。

六、验收指标

可以定义：

• 开机到 shell 时间。
• 开机到业务在线时间。
• 空闲 CPU。
• 空闲内存。
• MQTT 断网恢复时间。
• OTA 写入耗时。
• 日志分区增长速度。

有指标，性能优化才不会变成主观感觉。