[发明专利]基于哈希表的单进程动态存储管理方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式系统内存动态管理技术领域，具体涉及一种基于哈希表的单进程动态存储管理方法。

背景技术

现有嵌入式系统的内存管理模块主要负责内存单元的分配、回收和换入换出，其中，“分配”负责在进程向系统申请内存单元时，从空闲内存单元列表中挑选出合适的内存单元分配给进程；“回收”负责当进程释放内存单元时，将释放的内存单元重新放入空闲内存单元列表，并做适当的碎片整理；“换出”负责当物理内存不足时，将不紧急的进程数据或代码先存放到外存（磁盘等）上，从而把它们占用的内存单元腾出来给紧急的进程使用，或者交给计算机系统使用；“换入”负责在必要的时候，将已经换出的进程数据或代码写回已经空闲的内存单元中。

目前，内存动态管理方面的研究主要解决操作系统底层内存动态分配、释放及碎片整理方面的问题，这些研究都是提高系统内存的管理效率，但是，在应用层程序调试中，程序动态内存溢出时无法实时探知，内存泄露也没有手段实时监控，且无法准确定位内存溢出、泄漏的代码的位置，是当前内存动态管理中需要解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服现有的在应用层程序调试中，程序动态内存溢出时无法实时探知，内存泄露也没有手段实时监控，且无法准确定位内存溢出、泄漏的代码的位置的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于哈希表的单进程动态存储管理方法，其特征在于：用于运行在单个应用进程上，占用应用进程的空闲时间实时监测检查动态内存使用情况，并通过消息队列将监测结果发送给框架程序，由框架程序负责整理及提供查询，具体包括以下步骤，

步骤（1），在应用进程的初始化阶段，调用哈希表的初始化接口，建立一张空的哈希表，所述哈希表包括最大内存申请块数、每块内存信息，其中每块内存信息包括有效标志、申请内存的起始地址、申请内存大小、申请该内存代码位置，每块内存包括ZONE1区域、ZONE2区域、ZONE3区域、ZONE4区域、ZONE5区域五个区域；

步骤（2），当应用进程通过动态内存申请接口申请动态内存时，该接口调用malloc函数申请内存，同时将该片内存初始化，初始化内存的具体过程为，

（1）将申请内存的程序位置信息存入ZONE1区域；

（2）将用户申请的内存大小存入ZONE2区域；

（3）在ZONE3区域和ZONE5区域部分填入标识性字符，标志字符是用于判断用户数据区溢出的标志字；

（4）以ZONE4区域的内存起始地址为哈希表的键值计算存储位置，并将ZONE1区域的起始地址存入哈希表，将该节点置为有效节点；

（5）将ZONE4区域的首地址返回给应用进程；

步骤（3），当应用进程通过动态内存释放接口释放动态内存时，在哈希表中查找，找到申请的动态内存后，调用free函数释放动态内存；

步骤（4），在应用进程的初始化完成后，通过实时巡检接口，在程序运行空闲时，检查动态内存的溢出及内存泄露风险，具体过程为，

（1）将按照哈希表的各块内存的顺序，逐一检查每个内存块的用于放置标识性字符的ZONE3区域、ZONE5区域；同时，将哈希表中每块内存的大小加起来，毎小时存储一次；

（2）若发现ZONE3区域或者ZONE5区域发生变化，则给出警示信息，显示动态内存区出现溢出及溢出的位置，并提示用户处理；

（3）当内存总量计算值达到一定数量，所述数量可通过参数配置，每小时一次检查存储值是否有增加的趋势，若存在增加趋势，则给出警示信息，提示用户处理，并将信息通过消息队列发送给框架程序，由框架程序保存并提供查询接口；

步骤（5），框架程序负责接收各个应用进程的内存异常信息，存储内存异常信息，并提供查询功能。

前述的基于哈希表的单进程动态存储管理方法，其特征在于：步骤（1），将应用申请的内存划分为5个区，其中，ZONE1区域用于存储内存申请代码的位置；ZONE2区域用于存储内存申请的大小；ZONE3区域和ZONE5区域用于存储标识性字符；ZONE4区域用于用户区。

前述的基于哈希表的单进程动态存储管理方法，其特征在于：步骤（3），当应用进程通过动态内存释放接口释放动态内存时，，如找不到需释放的动态内存，则给出警示信息，提示程序指针可能异常，并通过消息队列将该异常传递给框架程序，由框架程序保存并提供查询接口。