在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，許多軟件工程師受困于動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理。本文介紹一種將堆棧中的內(nèi)存碎片降至最少的解決方案，其中講到了內(nèi)存碎片和內(nèi)存丟失的區(qū)別，以及一種在編程中有利于檢測(cè)并消除內(nèi)存丟失的策略。

　　標(biāo)準(zhǔn)C庫函數(shù)malloc（）和free（）可在任意的時(shí)間段中，為應(yīng)用分配任意大小的內(nèi)存塊。隨著內(nèi)存塊的使用和釋放，在整個(gè)內(nèi)存區(qū)域中，分配給堆棧的存儲(chǔ)區(qū)將混雜著許多正在使用或已經(jīng)釋放的存儲(chǔ)塊，而未被使用的任何小塊內(nèi)存區(qū)將變得無法使用。例如，某個(gè)應(yīng)用要求堆棧分配30字節(jié)，如果堆棧中只有20個(gè)長度為3字節(jié)的小存儲(chǔ)塊（總共為60字節(jié)），那么堆棧仍然無法為該應(yīng)用分配內(nèi)存，因?yàn)樗璧?0字節(jié)必須是連續(xù)的。

　　在執(zhí)行時(shí)間較長的程序中，內(nèi)存碎片可能導(dǎo)致系統(tǒng)的內(nèi)存枯竭，盡管分配的內(nèi)存總量并未超出總的可用內(nèi)存總數(shù)。內(nèi)存碎片的數(shù)量取決于堆棧的實(shí)現(xiàn)策略。大多數(shù)程序員均采用由編譯器提供的malloc（）和free（）函數(shù)創(chuàng)建的堆棧，因此內(nèi)存碎片就不受程序員的控制。

　　內(nèi)存丟失是應(yīng)用程序的缺陷，更具體地，內(nèi)存丟失是一塊已經(jīng)分配但永遠(yuǎn)不會(huì)被釋放的內(nèi)存區(qū)。如果所有指向內(nèi)存塊的指針超出界限或者指向其他的區(qū)域，那么應(yīng)用程序?qū)⒂肋h(yuǎn)不能釋放那塊內(nèi)存區(qū)。對(duì)于將會(huì)在某時(shí)刻退出的桌面應(yīng)用程序，較小的內(nèi)存丟失還可以承受，因?yàn)橥顺鲞M(jìn)程將把占用的所有內(nèi)存返還給操作系統(tǒng)。但對(duì)于長時(shí)間運(yùn)行的嵌入式系統(tǒng)，則通常需要確保絕對(duì)沒有內(nèi)存丟失。

　　避免內(nèi)存丟失不是輕而易舉的，為了確保所有分配的內(nèi)存都在隨后釋放，必須建立一套明確的規(guī)則，以確定哪個(gè)應(yīng)用占用了內(nèi)存。為跟蹤內(nèi)存，可采用類、指針數(shù)組或鏈表。由于在動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配中，程序員無法預(yù)先知道在給定時(shí)間內(nèi)需要分配多少數(shù)據(jù)塊，因此通常需要采用鏈表結(jié)構(gòu)。

　　在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要利用數(shù)組保存內(nèi)存分配的每一個(gè)塊記錄，在內(nèi)存塊釋放的同時(shí)，也將該記錄從數(shù)組中刪除。在主循環(huán)的每次迭代之后，分配的內(nèi)存塊的總數(shù)目將打印出來。理想情況下，要按類型對(duì)這些內(nèi)存塊排序，但指向malloc（）和free（）的調(diào)用則不包含任何類型信息。內(nèi)存分配的大小是最好的標(biāo)識(shí)，因此成為設(shè)計(jì)工程師需要記錄的信息。此外，還需要存儲(chǔ)分配的內(nèi)存塊地址信息，這樣，當(dāng)調(diào)用釋放函數(shù)時(shí)，就可以方便地定位或刪除塊記錄。