嵌入式軟件內存與指針相關問題

隱性的內存泄露問題

內存泄漏（Memory Leak）是指程序中已動態(tài)分配的堆內存由于某種原因程序未釋放或無法釋放，造成系統(tǒng)內存的浪費，導致程序運行速度減慢甚至系統(tǒng)崩潰等嚴重后果。內存泄露是一個嚴重的慢性病，不會立即展現(xiàn)，但不知道未來的哪一天，所有的設備，會在相近的時間點爆發(fā)問題。

內存泄漏還會導致系統(tǒng)意外的重啟，重啟的原因可能千奇百怪。因此，檢測和解決內存泄漏，就顯得非常重要。

1. 泄漏的原因

內存泄漏主要是發(fā)生在堆內存分配方式中，即malloc方式中，申請的內存沒有得到釋放，或者對應的指針被被覆蓋，內存直接泄漏。因為內存泄漏屬于程序運行中的問題，無法通過編譯識別，主要在程序運行過程中來判別和診斷。

2. 動態(tài)檢測或監(jiān)控是否內存泄露

監(jiān)控系統(tǒng)內存，周期性監(jiān)控堆中可用內存的大小，是檢測系統(tǒng)是否有內存泄漏的最有效的手段。系統(tǒng)的內存短期會隨著業(yè)務數(shù)據的變化而變化，但長期來看，可用的剩余可用內存會圍繞一個中軸線上下波動，如果存在內存泄漏，其剩余可用內存隨隨著時間的推移逐漸減少。

3. 如何找到在哪兒內存泄露

可以使用工具檢測代碼中有沒有靜態(tài)的內存泄露，也可以在代碼中增加標記，檢測長期未釋放的堆是誰申請的，在代碼中查找?？梢詤⒖嘉恼隆秳討B(tài)內存管理及防御性編程》。

指針跑飛的問題

指針跑飛就是指針指向不正確的位置，指針未初始化或數(shù)組/指針越界訪問，導致系統(tǒng)崩潰。

指針跑飛是常見的問題，問題很嚴重，但解決起來其實并不難，指針跑飛系統(tǒng)crash時，如果平臺軟件會打印出函數(shù)調用棧、segment fault錯誤、代碼出錯的地方、coredump文件等信息。有了這些信息，再分析源代碼，其實是很容發(fā)現(xiàn)或找出當前代碼中指針跑飛的原因的。

如果基于第三方的SDK開發(fā)，指針跑飛直接就重啟，可能不會有任何提示，因此，最好能夠在編碼時就能夠提前預防，而不是等待程序跑飛之后再定位解決 。

常見的手段：

1、熟悉和遵守代碼編寫規(guī)范，加強代碼的評審，把問題消滅在編碼階段。

2、靜態(tài)檢測工具對代碼進行檢測。

3、增加邊界性測試用例，一般指針異常是在邊界或異常情形下發(fā)生的。

4、增加異常場景的測試，異常場景是違反常規(guī)的測試場景，這些異常業(yè)務場景，能夠盡早shi發(fā)現(xiàn)隱藏的問題。

空指針的問題

空指針是“指針跑飛”的一種特殊情況，即指針為NULL，通常出現(xiàn)在指針用NULL值初始化后，在某些情況下沒有給指針賦值，就直接使用指針范圍內存?；蛘呓邮蘸瘮?shù)返回的指針變量，忽略了函數(shù)返回NULL的情形。

在使用指針前，檢查指針是否為空，如果為空，在代碼中執(zhí)行異常處理流程，如打印出錯信息，或者ASSERT，這樣就可以避免引起更嚴重的問題，相對來說多使用一個if即可規(guī)避。

棧溢出導致的問題

棧溢出時會訪問不存在的RAM空間，造成代碼跑飛，這時無法得到溢出時的上下文數(shù)據，也無法對后續(xù)的程序修改提供有用信息。

函數(shù)遞歸調用，系統(tǒng)要在棧中不斷保存函數(shù)調用時的現(xiàn)場和產生的變量，如果遞歸調用太深，就會造成棧溢出。函數(shù)內局部數(shù)組變量的內存空間過大，或者局部數(shù)組變量的下標范圍溢出，破壞了?？臻g中的內容。這種問題容易解決但初始不容易查到原因。如果是帶操作系統(tǒng)的，一般系統(tǒng)內核會直接提示?？臻g不足，將任務?？臻g加大，或者不靜態(tài)分配，用malloc動態(tài)創(chuàng)建，從堆中分配的。平時編碼中禁止使用循環(huán)遞歸函數(shù)。