如何测试prmmpt-rt 性能
一、测试目标（测什么）
Preempt-RT 核心是延迟确定性，重点测：
- 调度延迟（中断→任务响应时间，μs 级）
- 最坏 / 平均 / 抖动（max/avg/jitter，工业关键看 max）
- 压力下稳定性（CPU/IO/ 内存满载时延迟是否可控）
- 优先级反转（高优先级是否被低优先级阻塞）
二、环境准备（必做）
1. 确认内核
bash
运行
uname -a # 输出带 PREEMPT RT、CONFIG_PREEMPT_RT=y 才算生效2. 安装工具（rt-tests 套件）
bash
运行
# Ubuntu/Debian sudo apt install rt-tests # 源码编译（最新版） git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/rt-tests/rt-tests.git cd rt-tests make sudo make install3. 系统调优（减少干扰）
bash
运行
# 1. 隔离CPU核心（如隔离核心3） # 启动参数加：isolcpus=3 nohz_full=3 rcu_nocbs=3 # 2. 关闭节能、Turbo、省电策略 echo performance | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor # 3. 禁用NUMA平衡、IRQ均衡 sudo sysctl -w kernel.numa_balancing=0 sudo service irqbalance stop # 4. 关闭Swap sudo swapoff -a三、核心工具与测试命令
1. cyclictest（最核心：测调度延迟）
作用：高精度测量周期性任务的调度延迟。
bash
运行
# 基础测试（1线程、优先级99、1000μs周期、1小时） sudo cyclictest -p 99 -t 1 -i 1000 -D 1h -m -n # 多核隔离测试（绑核心3、4线程、优先级99） sudo cyclictest -p 99 -t 4 -a 3 -i 500 -D 30m -m # 参数说明： # -p 99：最高实时优先级 # -t N：N个线程 # -a X：绑定到CPU X # -i T：周期T μs # -D T：测试时长 # -m：锁定内存（避免swap） # -n：显示统计2. stress-ng（压力负载）
作用：模拟 CPU/IO/ 内存 满载，测极端工况延迟。
bash
运行
# 后台跑压力（4核CPU、IO、内存） stress-ng --cpu 4 --io 4 --vm 50 --fork 4 & # 再跑 cyclictest 测压力下延迟 sudo cyclictest -p 99 -t 1 -i 1000 -D 30m -m3. hackbench（调度器压力）
作用：测进程 / 线程频繁创建销毁的调度性能。
bash
运行
hackbench -s 1000 -l 10000 -g 4 # -s：消息大小 # -l：循环次数 # -g：线程组数量4. pi_stress（优先级反转测试）
作用：验证优先级继承是否有效，避免高优先级被阻塞。
bash
运行
sudo pi_stress -p 99 -t 4 -D 10m四、关键指标与合格标准（工业常用）
1. cyclictest 输出解读
plaintext
# 典型输出： T: 0 ( 1234) P:99 I:1000 C: 100000 Min: 12 Avg: 15 Max: 45 # Min/Avg/Max：最小/平均/最大延迟（μs） # Jitter = Max - Min（抖动，越小越好）2. 合格参考（x86 工业机）
- 空载：Max <50μs，Avg <20μs
- 满载：Max <100μs（严格场景 <80μs）
- 抖动：<30μs
- 优先级反转：无（pi_stress 无异常）
五、结果分析与瓶颈定位
- Max 延迟大：
- 检查是否隔离 CPU、关闭节能
- 查看中断是否落在隔离核（
cat /proc/interrupts）
- 抖动大：
- 关闭 NUMA 平衡、RCU 回调
- 检查驱动是否有非实时锁
- 压力下延迟飙升：
- 优化 IRQ 亲和性，把网卡 / 磁盘中断绑到非实时核
六、自动化脚本（一键测试）
bash
运行
#!/bin/bash # preempt-rt 性能测试脚本 # 1. 系统调优 echo performance | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor sudo sysctl -w kernel.numa_balancing=0 sudo service irqbalance stop sudo swapoff -a # 2. 空载测试 echo "=== 空载测试 ===" sudo cyclictest -p 99 -t 1 -i 1000 -D 30m -m -n > idle.log # 3. 压力测试 echo "=== 压力测试 ===" stress-ng --cpu 4 --io 4 --vm 50 --fork 4 & sudo cyclictest -p 99 -t 1 -i 1000 -D 30m -m -n > stress.log killall stress-ng echo "测试完成，日志：idle.log / stress.log"七、常见误区
- ❌ 只看平均延迟：最大延迟才是实时系统的关键
- ❌ 不隔离 CPU：内核线程 / 中断会抢占实时任务
- ❌ 开节能 / Turbo：动态频率导致延迟波动大