不使用堆内存的高速 CAN 数据处理

Posted 2023-02-17

【中文标题】不使用堆内存的高速 CAN 数据处理

【英文标题】：High speed CAN data processing without using heap memory

【发布时间】：2019-03-18 13:07:03

【问题描述】：

我有一个情况：

基本上有3个模块命名为'A'，'B'，'C'。 每个模块都涉及多线程。

模块'A'获取高速数据（20ms）并发送。模块“B”的线程之一拾取。

模块'B'提取相关数据并进行一些位操作活动并广播它，以便模块'C'的任何一个线程拾取并执行自己的活动。

现在假设模块“B”中的数据在处理时需要一些位操作，当我们发送数据时，每个 CAN（控制器区域网络）数据都会使用堆分配，因为每个数据都有自己的内存，因此每次数据（20ms）进入 B 模块时，都会创建一个堆内存。因此，堆使用量很大。

我不能使用局部变量，因为其他模块不知道它。

我也尝试使用静态/全局，但缺点是因为数据很快。当静态变量获取数据并传递给将要广播的函数时，数据可能会更新为新值（并且可能会丢失数据）。

我也不能使用锁定系统，因为每个模块都会有不同的线程并且上下文也不相同。

有什么办法，可以避免使用动态内存分配？

如果有人不完全理解，请告诉我，我将尝试重新提出问题。请原谅我的英语

【问题讨论】：

您可以考虑使用内存池和自定义分配器。或者你可以提前分配一大块，然后用“placement new”自己管理内存。当然，这些方法伴随着您自己实施和维护这些复杂但基础系统的难题。

@metal 你能详细说明一下吗，因为我得到的是它。一个内存池从内核中取出一次，然后分别在每个数据中分配（这就是您所说的自定义分配器）。

我建议在谷歌上搜索“C++ 自定义分配器内存池”。搜索我的第一个链接是good one。看看这个。如果您有更具体的问题，请随时提出。

如果你的线程之间交换的对象都是一致的，预先知道的大小，那么也许你可以使用 object pool 而不是更通用的内存池使用自定义分配器。

@VBurman，无论您做什么，您都无法长时间适应数据到达速度快于处理速度的情况，至少不能没有数据丢失。通过某种程度的动态分配，您可以在一定程度上适应流量高峰，而无需在其余时间保持较大的内存占用，但持续的超额订阅将继续要求越来越多的内存，除非您减轻一些负载。

【参考方案1】：

你问：

有什么办法可以避免大量使用动态内存分配？ （编辑我的）

是的，但是除了指向一个解决方案之外，还有很多方法可以做到这一点。

最简单的可能是标准库容器，然后使用它们的reserve（参见https://en.cppreference.com/w/cpp/container/vector/reserve）功能（或仅依赖指数增长）。

https://en.cppreference.com/w/cpp/container

我猜你会寻找vector 或unordered-map 来满足你的需求。

https://en.cppreference.com/w/cpp/container/vector

https://en.cppreference.com/w/cpp/container/unordered_map

有助于解决此类问题的其他概念包括 circular-buffer 或 memory-pool