📘 实时系统性能基准测试与调优手册
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共30章 · 动手调优
01
实时系统概述
硬实时 vs 软实时
工业控制
自动驾驶
金融交易
02
性能基准测试基础
延迟·吞吐量·抖动
控制变量法
重复性测试
03
硬件环境准备
CPU选型
DDR内存
NVMe vs SATA
网卡延迟
04
操作系统选型与配置
RTOS vs GPOS
PREEMPT_RT
isolcpus
nohz_full
05
基准测试工具介绍
Cyclictest
Hackbench
Stress-ng
Phoronix
06
Cyclictest深度实践
安装编译
优先级·间隔
直方图解读
07
Hackbench深度实践
进程/线程模式
循环次数
调度压力分析
08
Stress-ng压力测试
内存压力
CPU压力
I/O压力
混合场景
09
延迟抖动分析
抖动来源
周期采样
CPU隔离
中断亲和性
10
CPU隔离技术
isolcpus
cpuset
taskset绑定
实时任务隔离
11
中断亲和性调优
IRQ概念
SMP亲和性
网卡中断绑定
中断风暴
12
内存管理调优
HugePages
透明大页
mlockall
关闭swap
13
文件系统与I/O调优
ext4/XFS/Btrfs
I/O调度器
直接I/O
异步I/O
14
网络性能调优
RSS多队列
中断合并
TCP参数
DPDK
15
电源管理调优
performance governor
C-State
动态电源管理
16
实时调度策略
SCHED_FIFO/RR
SCHED_DEADLINE
优先级反转
17
锁与同步机制调优
自旋锁 vs 互斥锁
RCU
原子操作
优先级继承
18
性能监控工具
perf
ftrace
eBPF/bcc
htop/atop
19
perf工具实战
perf stat
record/report
perf top
自定义事件
20
ftrace实战
function tracer
function_graph
irqsoff
wakeup
21
eBPF/bcc实战
runqlat
biolatency
execsnoop
自定义eBPF
22
基准测试脚本编写
Shell自动化
Python框架
matplotlib
CI集成
23
测试结果分析与报告
数据清洗
百分位数
箱线图
时间序列
24
常见性能瓶颈案例
中断风暴
内存带宽饱和
锁竞争
缓存行bouncing
25
案例一：工业控制PLC实时性调优
1ms周期
硬件选型
内核配置
任务隔离
26
案例二：自动驾驶感知系统延迟优化
传感器数据流
GPU/CPU协同
内存带宽
端到端延迟
27
案例三：高频金融交易系统抖动消除
Solarflare/DPDK
内核旁路
用户态协议栈
纳秒级抖动
28
性能调优方法论
USE方法
迭代调优
回归测试
基线管理
29
高级话题：虚拟化/容器实时性
KVM实时优化
vCPU绑定
实时容器
混合关键性
30
课程总结与展望
核心回顾
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社区资源
学习路径