极客教程

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demos/cpu-demo/ —— 核心演示程序 ​

本仓库的"靶子程序"，所有工具文档和 perf 案例都围绕它展开。

功能 ​

读取 /proc/self/stat 和 /proc/stat 计算自身 CPU 使用率，提供三种场景：

场景行为性能特征
1用户态忙循环 while(true) sum += i%usr 飙升，IPC 高
2内核态 syscall 风暴 getpid() 循环%sys 飙升，上下文切换频繁
3空闲 sleep()几乎 0% CPU

运行 ​

bash
make          # 编译（默认 -O0 -g，保留 perf 符号）
make run      # 交互式运行，选场景 1/2/3
make release  # -O2 编译对比（演示优化器消除忙循环）
make clean    # 清理

用工具观察 ​

编译运行后，用以下工具同时观察：

工具命令看什么
toptop -H -p $(pgrep cpu_demo)进程 CPU 占用率
perfperf record -p $(pgrep cpu_demo) -g -- sleep 10函数级热点
perf statperf stat -p $(pgrep cpu_demo) -- sleep 10IPC、cache-miss、分支预测
stracestrace -c -p $(pgrep cpu_demo)系统调用频次统计
pidstatpidstat -ut 1 -p $(pgrep cpu_demo)用户态/内核态拆分

关键设计说明 ​

  • CPU 使用率按单核计算（不乘核心数），多核机器上显示偏低是设计行为，不是 bug。
  • -O0 -g 是故意的：perf 火焰图需要符号和行号。make release 用 -O2 对比展示优化器的效果。

相关文档 ​

一句话：cd demos/cpu-demo && make && ./cpu_demo 选场景，然后拿 top/perf/strace/pidstat 对着它练——本仓库所有工具文档的实操都基于这个靶子。