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。

在添加和刪除塊記錄時(shí)，還需要跟蹤每種大小的內(nèi)存塊數(shù)目，程序的列表1給出了實(shí)現(xiàn)上述功能的代碼。

隨著內(nèi)存塊的分配和釋放，數(shù)組：
　　=======================

　　typedef struct

　　{

　　void * address;

　　size_t size;

　　} BlockEntry;

　　======================

跟蹤當(dāng)前存在的所有內(nèi)存塊。另一數(shù)組則跟蹤當(dāng)前存在的每種大小的內(nèi)存塊總數(shù)：

　　======================

　　typedef struct

　　{

　　int count;

　　size_t size;

　　} Counter;

　　======================

函數(shù)mDisplayTable()允許我們在每次主循環(huán)結(jié)束時(shí)輸出結(jié)果。如果printf()不可用，則可利用調(diào)試器中斷系統(tǒng)并檢驗(yàn)數(shù)組的內(nèi)容。

上述代碼還必須使NUM_SIZES 和 NUM_BLOCKS足夠大，以處理系統(tǒng)中的大量內(nèi)存分配；但也不能太大，從而導(dǎo)致在系統(tǒng)運(yùn)行之前就已耗盡所有的RAM。

輸出

快速地瀏覽代碼，可以注意到結(jié)構(gòu)類型Sensor的長度定義如下：

　　=======================

　　typedef struct

　　{

　　int offset;

　　int gain;

　　char name[10];

　　} Sensor;

　　======================

假定int為32位數(shù)據(jù)，那么Sensor的長度將為18(4+4+10)，但在測試中，結(jié)果表明為20。編譯器可以在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)成員之間自由地添加填充，以將對齊強(qiáng)制設(shè)定為一個(gè)字邊界。特殊情況下，每個(gè)字段開始于一個(gè)已存在的字邊界，那么為什么還需要填充呢？填充添加在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的最末端，如果聲明了一個(gè)數(shù)組Sensor，那么該數(shù)組的所有成員(而不僅僅是第一個(gè)成員)將會(huì)進(jìn)行字對齊。根據(jù)處理器的不同，字對齊的速度將有所差異，有時(shí)這些編譯器將提供可根據(jù)速度選擇字對齊長度的切換開關(guān)。在任何情形下，最好不要根據(jù)源代碼的定義對存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的長度作任何假設(shè)。

下面考察當(dāng)使用這些函數(shù)時(shí)，將得到何種類型的輸出。程序清單2給出了一個(gè)顯示存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)內(nèi)存方式的示例。程序清單2將通常作為主外部循環(huán)的迭代了10次，并在每次迭代的末尾，調(diào)用函數(shù)mDisplay-Table()輸出分配的內(nèi)存塊情況。

許多內(nèi)存塊均在初始化階段進(jìn)行分配，但我們對這些內(nèi)存塊并不感興趣，因?yàn)檫@段代碼將不會(huì)重復(fù)，因此不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存丟失。由于我們并不希望這些內(nèi)存分配導(dǎo)致分配表混亂，因此在啟動(dòng)感興趣的迭代之前需要將該分配表清空。為了清空分配表，需要調(diào)用函數(shù)mClearTable()。

主循環(huán)調(diào)用的三個(gè)不同的函數(shù)

函數(shù)replacer()：指示了一個(gè)用來分配內(nèi)存塊并且直到出現(xiàn)循環(huán)迭代才釋放的指針。如果檢驗(yàn)主循環(huán)中的迭代，可以發(fā)現(xiàn)分配的內(nèi)存塊并未釋放。通過監(jiān)控總數(shù)為20的內(nèi)存塊，從表1可以看出，每次迭代之后的內(nèi)存塊總數(shù)都為1，因此沒有出現(xiàn)內(nèi)存丟失。

函數(shù)growAndShrink()：管理長度為24個(gè)結(jié)構(gòu)體的鏈表，該鏈表的長度將隨時(shí)間發(fā)生變化，但我們并不希望鏈表無限增長。通過檢驗(yàn)總數(shù)為24的內(nèi)存塊，我們可以發(fā)現(xiàn)，雖然任意時(shí)間內(nèi)存塊的數(shù)目都可能發(fā)生變化，但決不會(huì)超過25個(gè)。

函數(shù)growForever()：處理內(nèi)存塊長度為44的情形。這里我們可以非常清晰地看到，分配的內(nèi)存塊數(shù)目在持續(xù)增長。當(dāng)首次觀察該表時(shí)，可能無法找到表的源頭。我們首先只能快速而粗略對mMalloc()上的條件斷點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，該斷點(diǎn)只有當(dāng)長度參數(shù)達(dá)到44時(shí)才觸發(fā)。當(dāng)?shù)竭_(dá)該斷點(diǎn)時(shí)，可以檢驗(yàn)堆棧，以確定進(jìn)行內(nèi)存分配的地方。工程師完全能夠多次執(zhí)行這樣的操作，因?yàn)檫@種長度的內(nèi)存塊可在多處進(jìn)行分配。

嚴(yán)格地說，在函數(shù)growForever()中分配的內(nèi)存不是丟失，因?yàn)樗蟹峙涞膬?nèi)存塊均帶有引用，因此理論上可以在后來釋放。如果特定應(yīng)用這樣做，那么結(jié)果就非常明顯。

長度是關(guān)鍵因素

當(dāng)不同類型的對象共享相同長度的內(nèi)存時(shí)，上述技術(shù)就不那么有效了。實(shí)際中碰到這樣的情形并不多，但即便可能引發(fā)問題，仍然還有很多別的選擇。

更為先進(jìn)的方法則是為每個(gè)記錄存儲(chǔ)類型信息。這并不困難，但我卻不愿采用這種方法，因?yàn)樵摲椒ㄒ鬄楹瘮?shù)mMalloc()的標(biāo)記添加一些新東西。我們可以定義一個(gè)列出所有可能分配的類型的枚舉類型。在每次調(diào)用函數(shù)mMalloc()時(shí)，將傳遞一個(gè)附加的參數(shù)，并且該參數(shù)為枚舉類型中的一個(gè)元素。如果在表中該參數(shù)連同地址一起被存儲(chǔ)，那么總能識(shí)別出這類對象。

這也使得我們可以將分配長度不同，但類型相關(guān)(如可變長度的字符數(shù)組)的內(nèi)存塊鏈接起來。

C++通過使我們重載或刪除按類基(per-class basis)而使得這種方法更加簡便易行。盡管這是一種有效的方法，但這里我仍然不會(huì)采用這種方法，因?yàn)槲腋鼉A向采用適合C語言環(huán)境的技術(shù)。