管理高级应用程序中的 RAM 使用情况的最佳做法

项目
08/09/2023

尽管 Azure Sphere OS 使用 Linux 内核作为基础，但请务必记住，你仍在为具有重要 RAM 约束的嵌入式设备编写应用程序。应用良好的嵌入式编程实践将有助于创建可靠的 Azure Sphere 应用程序。

重要

若要获取应用程序的准确 RAM 使用情况信息，请务必 在不调试的情况下 运行应用。在调试器下运行应用将导致 RAM 使用率过高，因为调试服务器使用的 RAM 将包含在报告的 RAM 使用情况统计信息中。有关在附加设备上运行的应用程序的内存统计信息的详细信息，请参阅高级应用程序中的内存使用。

下面是要遵循的一些最佳做法：

预先分配内存 (理想情况下静态) ，并尽可能在应用程序的生存期内分配内存。这将大大提高应用程序的 RAM 使用率的确定性，并降低在应用程序生存期内内存占用增加和碎片的风险。
绝对需要动态分配时：
- 尝试将应用程序正在执行的堆内存分配和解除分配的频率降到最低，以降低堆内存碎片的风险，例如，利用区块分配/内存池技术。
- 查看堆栈页，如果可能，使用对的调用malloc()memset()包装调用，以强制提交页面。这有助于确保如果分配导致应用程序超出其 RAM 限制，OS 将立即且可预测地终止它。等待访问分配的页将引入延迟内存不足崩溃的风险，这更难重现和诊断。
- 在开发模式下启用堆内存分配跟踪。
避免与大字符串一起使用 Log_Debug ，并删除这些调用 (例如， #ifdef) 不在开发模式下。 Log_Debug 导致分配临时缓冲区，导致与大型字符串一起使用时 RAM 使用率突然突发。
尽可能对定期异步任务使用 EventLoop API， (例如) 与外围设备交互，而不是创建线程。创建线程会导致 Linux 内核分配额外的内存，这些内存归于应用程序。这会降低应用的确定性，因为它会增加 OS 计划程序在可能导致应用程序超出其 RAM 限制的多个不同操作之间切换的概率。许多 Azure Sphere 示例应用程序（如 GPIO_HighLevelApp）演示了如何使用 EventLoop。
避免过早使用内存缓存来获取可在运行时重新计算的值。
使用 libcurl 时：
- 使用 libcurl 时优化最大套接字缓冲区大小。 Azure Sphere OS 将分配归因于应用程序的 RAM 使用情况的套接字缓冲区。减少这些缓冲区大小是减少应用程序的 RAM 占用量的好方法。请注意，使套接字缓冲区过小将对 libcurl 的性能产生不利影响。相反，请优化方案的最大缓冲区大小：
```
    static int sockopt_callback(void* clientp, curl_socket_t curlfd, curlsocktype purpose)
    {
        int size = /*specify max buffer sizes here (in bytes)*/
        int size_size = sizeof(size);
        setsockopt(curlfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &size, &size_size);
        setsockopt(curlfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &size, &size_size);
        return CURL_SOCKOPT_OK;
    }

    // Place the following along with other calls to curl_easy_setopt
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_SOCKOPTFUNCTION, &sockopt_callback);
```
  请参阅 CURLOPT_SOCKOPTFUNCTION libcurl 文档。
  - 可以类似地调整更高级别 CURLOPT_BUFFERSIZE 和 CURLOPT_UPLOAD_BUFFERSIZE 参数。
  - Libcurl 还支持通过使用 curl_global_init_mem 和传入、、free、 reallocstrdup和 calloc的malloc回调函数来重写其内部内存函数。此功能使你能够跟踪动态分配，甚至更改行为。例如，可以预先分配内存池，然后使用这些回调从该池分配 libcurl 内存。这可以是设置防护措施和提高应用程序的确定性的有效方法。有关如何使用这些回调的详细信息，请参阅 curl_global_init_mem libcurl 文档。
    
    注意
    
    此回调机制并不涵盖由 libcurl 引起的所有内存分配，仅涵盖由 libcurl 本身直接进行的内存分配。具体而言，不会跟踪由 wolfSSL 在下方进行的分配。

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