實戰開發經驗: 如何降低CPU占用率

在軟件開發和性能測試中，CPU占用率是一個很重要的指標，到底有哪些因素會導致CPU占用率上升呢？又有哪些手段可以降低CPU的占用率呢？本文是“Jhuster的專欄”的《實戰開發經驗 》系列又一篇文章，簡單地總結了一下關于CPU占用率的那些事。

1. 如何測試CPU占用率？

首先，我們要學會如何測試程序的CPU占用率，這里簡單地給出最基礎的方法：

Windows上可以通過Ctrl+Alt+Del組合調出“任務管理器”，然后查看指定進程的詳細信息即可。

Linux/Android平臺，可以在命令行輸入：top 命令，找到指定進程即可。

注意，測試的時候，一般要分多組情況來測試，比如：空閑時、中等負荷運行時、高負荷運行時……

2. 有哪些因素導致CPU占用率上升？

（1） 復雜計算

運行一些算法處理，比如：音視頻編解碼、圖像處理、科學計算等等，特別是一些浮點數的運算。

（2） 持續占用CPU

某些高優先級的進程/線程持續占用CPU，很少或者從來不sleep，類似 while(1) {}

（3） 數據拷貝

頻繁進行大量的數據拷貝。

（4） 頻繁的系統調用

比如：頻繁調用 printf 打印、讀寫硬盤、網絡收發等等。

3. 有哪些手段可以降低CPU占用率？

（1） 硬件加速

常見的硬件加速有：多核計算、GPU、DMA、音視頻的硬件編解碼等，很多硬件加速功能需要平臺提供API或者驅動支持，在需要優化CPU占用率的時候可以重點關注一下。

（2） 學會“讓出”CPU

在程序中，有多種方法可以“讓出”CPU，第一種是 sleep，第二種是 await/signal 機制，任何編程語言都會有類似的接口。

另外，還有一種策略：適當降低你的進程/線程的優先級。

（3） 避免頻繁的數據拷貝

在多線程編程中，數據拷貝是難免的，但是完全可以通過一些技巧減少一些不必要的拷貝，心中要有這理念，編程時多留點心。

（4） 合并一些系統調用

很多時候，多次打印可以盡量合并到一起再打印、多次硬盤/網絡訪問請求也可以合并到一起再發送。

4. 小結

關于CPU占用率的那些事就介紹到這兒了，很多地方只是點到而止，并沒有完全展開，大家可以搜索相關的文章和資料做深度地優化和分析，有任何疑問或者建議歡迎留言或者來信lujun.hust@gmail.com交流，或×××博 @盧_俊 或×××ter）獲取最新的文章和資訊。