Pyserial使用in_waiting致CPU占用过高的低负载串口监听方案咨询

你当前CPU占用过高的核心原因是循环无阻塞轮询in_waiting属性，无数据时会以最高频率反复调用该接口，导致空转占用CPU。

方案1：轮询加短休眠（最低改造成本） #

如果对报文延迟要求不高，直接在循环末尾添加毫秒级休眠即可，可将CPU占用降到接近0：

import time

def listen(self):
    """
    Main listener
    """
    while self.doListen:
        if self.bus.ser.in_waiting:
            msg = self.bus.read(self.bus.ser.in_waiting)
            self.msgQueue.put_nowait(msg)
        # 1ms休眠可根据实时性要求调整，常规串口波特率下不会丢包
        time.sleep(0.001)

方案2：阻塞读首字节+批量读剩余（推荐，CPU占用最低） #

如果设置timeout=None后read(1)仍然返回空，优先排查串口配置是否生效、是否有其他线程同时操作串口、串口驱动是否存在兼容性问题，这不属于pyserial的常规表现。确认read(1)可正常阻塞后，可以用阻塞等首字节的方式，无数据时线程完全休眠不占用CPU，同时适配可变长度无分隔符的报文场景：

import time

def listen(self):
    """
    Main listener
    """
    while self.doListen:
        # 无数据时阻塞在此，不占用CPU
        first_byte = self.bus.ser.read(1)
        if not first_byte:
            time.sleep(0.01)
            continue
        # 读取当前缓冲区所有剩余数据
        remaining = self.bus.ser.read(self.bus.ser.in_waiting)
        msg = first_byte + remaining
        self.msgQueue.put_nowait(msg)

方案3：IO多路复用（适用于Linux/macOS系统） #

类Unix系统下可以用select监听串口文件描述符的可读事件，无数据时线程阻塞在select调用上，CPU占用极低：

import select

def listen(self):
    """
    Main listener
    """
    while self.doListen:
        # 超时设为1秒，可响应doListen的终止信号
        readable, _, _ = select.select([self.bus.ser.fileno()], [], [], 1)
        if readable:
            msg = self.bus.read(self.bus.ser.in_waiting)
            self.msgQueue.put_nowait(msg)

注：Windows系统下pyserial的串口句柄不支持select调用，该方案无法使用。

额外建议 #

如果你的串口波特率超过1Mbps、对实时性要求极高，建议使用C扩展或者更底层的串口库处理，Python层的调度延迟可能会影响数据接收稳定性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Axel