技巧2——避免使用動態(tài)內存和堆

幾十年來，避免動態(tài)內存和堆一直是基于微控制器的嵌入式系統(tǒng)的標準最佳實踐。當然，使用它們是可能的，我有時這樣做是為了證明一個觀點，但是也有可能引入與內存相關的錯誤，比如內存泄漏、碎片和其他潛在的問題。

使用C++的嵌入式開發(fā)人員可以通過避免動態(tài)內存和堆來提高避免內存問題的機會。有幾種不同的方法可以做到這一點。首先，開發(fā)者應該避免在嵌入式系統(tǒng)中使用標準模板庫(STL)。一般來說，STL使用了大量的動態(tài)內存分配。接下來，開發(fā)人員可以禁用運行時類型信息(RTTI)。最后，禁用異常是另一種選擇。異常的內存是以未指定的方式分配的，在大多數(shù)實現(xiàn)中是使用堆。

避免內存分配并使用堆可以立即消除內存泄漏、內存不足錯誤、堆碎片等問題。

技術3–RAII

很容易概括地說，嵌入式開發(fā)人員不應該使用動態(tài)內存或堆。不過，最佳實踐是一種概括，有時你可能會發(fā)現(xiàn)自己處于必須這樣做的情況。例如，當必須使用動態(tài)內存和堆時，開發(fā)人員可以通過遵循資源獲取初始化(RAII)技術來避免內存問題。

RAII是一種技術，嵌入式開發(fā)人員將對象的生命周期與其自己的資源聯(lián)系起來。這個想法很簡單。如果應用程序獲取一個資源，一個對象應該與該資源相關聯(lián)，該資源調用一個初始化該資源的構造函數(shù)。該對象在其生存期內擁有該資源。當對象超出范圍時，析構函數(shù)被執(zhí)行，資源和所有分配的內存被釋放。

要考慮的其他技術

首先，熟悉一下零規(guī)則、五規(guī)則和三規(guī)則。當設計一個類時，這些規(guī)則有助于決定何時應該創(chuàng)建用戶定義的復制構造函數(shù)、復制賦值操作符、析構函數(shù)、移動構造函數(shù)和移動操作符。

其次，使用靜態(tài)分析工具來查找內存泄漏、線程問題、bug和其他潛在問題。同樣，許多靜態(tài)分析工具已經存在，比如clang、cppcheck、valgrind和商業(yè)工具。

接下來，熟悉現(xiàn)代C++。C++語言中有很多特性，但是實際上一個嵌入式開發(fā)者只需要其中的一小部分。你可以識別出符合你需求的子集，并拋棄其他所有東西。我知道我做過，我也用c做了同樣的事情。我們的目標不是使用每種語言的特性，而是使用語言中的工具來幫助你編寫健壯的實時嵌入式軟件。

最后，關注對C++標準所做的更改。C++每三年更新一次。語言在不斷發(fā)展，新的工具也在不斷增加。安全性和內存安全是至關重要的，我們很可能會在未來看到語言在這方面的許多改進。

結論

C++不是內存安全的語言;然而，許多特性和技術可以用來編寫內存安全的代碼。最終，無論你是否使用內存安全語言，嵌入式開發(fā)人員都需要考慮他們正在做什么，以及它如何影響內存。