這一篇，我們將深入討論內(nèi)存管理，所謂的內(nèi)存管理其實就是動態(tài)內(nèi)存的管理，只有動態(tài)內(nèi)存才會有生命周期，又開始有結(jié)束，他才會有需要管理的問題，例如我們?nèi)祟?，假如是靜態(tài)的內(nèi)存，從被定義開始，他就是永恒存在的，不需要管理。

     在C語言中，經(jīng)常使用malloc()和free()函數(shù)來動態(tài)的申請和釋放內(nèi)存，這種方式是基于堆來管理內(nèi)存的方式，這種方式在嵌入式實時系統(tǒng)中，會存在很多問題隱患：

      1.頻繁的使用這種方式進行內(nèi)存的分配和釋放，會把堆搞得支離破碎，并因為不能再分配更多的內(nèi)存而導致應用程序崩潰。

      2.基于堆得內(nèi)存管理是浪費的，所有的堆管理算法必須為每個被分配的塊維護某些頭部信息，造成內(nèi)存額外的開銷。

      3.malloc()和free()函數(shù)在實際申請和釋放內(nèi)存的時候，執(zhí)行的時間是不可確定的，這意味著他們潛在的可能需要一段長的時間，這與我們的實時原則是矛盾的。

      然而，堆的問題并不僅僅限于以上這些，在多線程環(huán)境中使用堆時，會引入新的問題，首先堆變成了一個共享資源，這引入了并發(fā)的問題：

      1. malloc()和free()函數(shù)是不可重入的，也就是說，他們不能從多個線程被安全的調(diào)用。當然可以通過互斥體來彌補API無法重入的問題，但是涉及到互斥體，你又該考慮線程阻塞的問題以及由于互斥體的加入，是否會造成優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的問題，問題似乎變得更復雜了。

      2.malloc()和free()是必須成雙入對，當你需要使用時，申請了一塊內(nèi)存，當你使用完該內(nèi)存時，一定要主動地去釋放他，不然它會一直占用該內(nèi)存，變成了靜態(tài)內(nèi)存的存在，相當于在動態(tài)內(nèi)存里面開了一塊靜態(tài)的內(nèi)存，當你只開一塊或者幾塊的時候，也沒問題，怕就怕，某種情況下觸發(fā)了頻繁這樣的去申請內(nèi)存，而在使用完時，又沒有釋放，積少成多，你的堆就被消耗干凈了。

      3.與第二種方式相反，當你申請了一塊內(nèi)存以后，在應用程序還沒有使用完的時候，被意外釋放了，那么將會造成dangling指針，當應用程序再次使用該指針時你的應用程序可能崩潰。

      4.堆相關的問題是出名的難以測試。

      講了這么多堆的缺點，堆有個最大的優(yōu)點，可以申請可變大小的內(nèi)存塊，這是我們接下里介紹的內(nèi)存池的方式無法提供的，凡是總是有利有弊，引入內(nèi)存池是為了解決以上由于使用堆而帶來的那些問題。

      為了更簡單，更高性能和更安全的使用動態(tài)內(nèi)存，一個通用的方案是，定義一塊尺寸固定的堆，也被稱為內(nèi)存池，對于QF框架來說，在管理動態(tài)事件時，使用內(nèi)存池可能是一個更好的選擇。

      先來看看使用內(nèi)存池的缺點，首先他只能以一種固定尺寸的塊，但是事件的尺寸并不是統(tǒng)一的，所以為了支持所有的事件，塊的尺寸必須被定義為能夠支持的最大尺寸的事件，這樣會造成內(nèi)存的浪費，折中的方案是定義多個不同尺寸的塊的內(nèi)存池，用于支持不同尺寸的事件，QF最大支持三種不同尺寸的內(nèi)存池，你可以定義小中大三種。

      接下里說說他的優(yōu)點：

      1.內(nèi)尺寸不會因為頻繁的申請和釋放變得碎片化。

      2.申請的速度遠快于堆申請速度，僅需臨界區(qū)操作，避免的阻塞的情況。

      3.動態(tài)的事件管理完全由QF框架掌控，他自身就有垃圾回收機制，類似java，所以只管申請，不用擔心釋放問題。

      事件的管理完全交給了QF框架，那么QF需要知道以下幾件事：

      1.這個事件需不需要我管理（動態(tài)還是靜態(tài)事件）。

      2.這個事件來自于哪個內(nèi)存池。

     3.這個事件在什么情況下被釋放（釋放條件）。 以上這些內(nèi)容在事件被定義時就被確認了，也就是由事件本身來維護，如圖：

      關于內(nèi)存池的使用有兩種情況，一種是當QF框架和其它RTOS一起使用時，他可以借用RTOS現(xiàn)有的消息隊列，這種情況后面講到QP+RTOS方案時，我們具體再聊，這里主要介紹一種原生的QF事件隊列，所謂原生就是由QF給出的解決方案。 首先我們來看一下QF是如何管理事件池的，其控制方案由一個控制塊+內(nèi)存池的方案組成：

      接下來我們看一下如何實際定義一個內(nèi)存池及如何從內(nèi)存池中申請內(nèi)存：

      1.先定義內(nèi)存池。 

      2.初始化內(nèi)存池。 

      3.為事件申請內(nèi)存

      動態(tài)事件申請內(nèi)存不需要釋放，QF框架會根據(jù)實際情況來回收事件內(nèi)存。