嵌入式软件开发的动态内存分配解决问题

越来越多的嵌入式软件开发人员意识到动态内存分配——在需要时获取大块内存并在以后放弃它们——虽然方便灵活，但也充满了问题。这些问题不仅限于嵌入式代码，许多桌面应用程序都存在影响性能和可靠性的内存泄漏。但在这里我想专注于嵌入式。

质疑使用标准malloc（）库函数的三个关键原因：

内存分配可能会失败。这可能是因为没有足够的可用内存（在堆中）来满足请求。也可能是碎片造成的；有足够的可用内存，但没有连续的块足够大。

该函数通常是不可重入的。在多线程（多任务）系统中，如果函数被多个任务调用，则它们必须是可重入的。这确保了，如果调用被中断，对该函数的另一次调用不会危及第一次调用。

它不是确定性的。在实时系统中，可预测性（确定性）至关重要。标准malloc（）函数的执行时间非常多变且无法预测。

这些都是有效的点，并且有解决它们的方法，这通常是使用实时操作系统 （RTOS） 提供的功能的问题。

然而，尽管它们是有效的，但问题可能并不总是像看起来那么重要：

如果发生分配失败，该函数将返回一个NULL指针。这很容易检查，并且可以采取行动。

在许多应用程序中，所有内存分配和释放都在单个任务中执行。这使得重入是不必要的。

并非所有嵌入式系统都是实时的，因此可能不需要确定性。

malloc（）可能会带来另一个挑战：它相当慢。一些系统需要速度，而不是可预测性，因此需要考虑找到一种方法来提供此功能的功能并具有更高的性能。

该函数性能不佳的主要原因是它提供了很多功能。不同大小的内存块的管理是相当复杂的。对于许多应用程序来说，这实际上是多余的，因为所需的内存分配都是相同的大小（或少量不同的已知大小）。为固定大小的块编写内存分配器非常简单；只是一个带有使用标志的数组或者一个链表。代码肯定会更快，甚至可以确定地完成。分配失败仍然可能发生，但管理起来很简单。这种类型的内存分配通常由流行的 RTOS 产品提供。

审核编辑：郭婷