內存安全編程語言可以幫助解決特定的問題，并降低內存相關錯誤的可能性，但它們不是包羅萬象的。在一種內存安全的語言中，你仍然可能會遇到內存問題和錯誤。所以內存安全語言是嵌入式開發人員可以用來解決問題的另一個工具。

　　雖然人們普遍對遷移到Rust這樣的語言感到興奮和感興趣，但在嵌入式領域，仍然存在許多挑戰，例如:

　　l 培訓工程師并讓他們快速掌握一門新語言所需的時間和成本

　　l 如何處理遺留代碼以及遷移現有代碼的時間和成本

　　l 現有供應商工具鏈中的語言支持

　　如果開發人員注意他們正在做的事情并遵循行業最佳實踐和過程，內存安全語言幫助開發人員避免的許多錯誤也可以通過使用C/C++來避免。讓我們研究五種可以幫助開發人員提高內存安全性的C++技術。

　　技巧1——智能指針

　　內存問題的一個重要原因是原始指針的使用。嵌入式開發人員都熟悉指針的使用。你可以使用它們來指向外圍存儲器和寄存器，高效地將數據傳遞給函數，等等。C和早期版本的C++中的原始指針的問題是開發人員可以隨心所欲地做他們想做的事情。在許多情況下，會出現內存泄漏、訪問范圍外的變量等問題。

　　在現代C++中，開發人員可以利用智能指針，包括:

　　l auto_ptr (在C++11中不推薦使用)

　　l unique_ptr

　　l shared_ptr

　　l weak_ptr

　　我們可以通過討論這項工作如何超出我們的范圍來討論一般概念。

　　你通常可以將智能指針視為包裝在類中的原始指針。智能指針有幾個用途。首先，unique_ptr可用于確保當指針超出范圍時，發生的任何內存分配也被釋放。使用原始指針并不能保證這種可能導致內存泄漏的行為。接下來，智能指針還要有主人翁意識。例如，unique_ptr防止復制其包含的指針。只允許基礎指針的一個所有者。如果另一個對象想要使用unique_ptr指向的資源，可以使用move語義來轉移所有權。

　　使用C++的嵌入式開發人員應該避免像在C中那樣使用原始指針，相反，智能指針是一種更好的做法，有助于防止導致錯誤和安全漏洞的常見內存問題。

　　技巧2——避免使用動態內存和堆

　　幾十年來，避免動態內存和堆一直是基于微控制器的嵌入式系統的標準最佳實踐。當然，使用它們是可能的，我有時這樣做是為了證明一個觀點，但是也有可能引入與內存相關的錯誤，比如內存泄漏、碎片和其他潛在的問題。

　　使用C++的嵌入式開發人員可以通過避免動態內存和堆來提高避免內存問題的機會。有幾種不同的方法可以做到這一點。首先，開發者應該避免在嵌入式系統中使用標準模板庫(STL)。一般來說，STL使用了大量的動態內存分配。接下來，開發人員可以禁用運行時類型信息(RTTI)。最后，禁用異常是另一種選擇。異常的內存是以未指定的方式分配的，在大多數實現中是使用堆。

　　避免內存分配并使用堆可以立即消除內存泄漏、內存不足錯誤、堆碎片等問題。

　　技術 3–RAII

　　很容易概括地說，嵌入式開發人員不應該使用動態內存或堆。不過，最佳實踐是一種概括，有時你可能會發現自己處于必須這樣做的情況。例如，當必須使用動態內存和堆時，開發人員可以通過遵循資源獲取初始化(RAII)技術來避免內存問題。

　　RAII是一種技術，嵌入式開發人員將對象的生命周期與其自己的資源聯系起來。這個想法很簡單。如果應用程序獲取一個資源，一個對象應該與該資源相關聯，該資源調用一個初始化該資源的構造函數。該對象在其生存期內擁有該資源。當對象超出范圍時，析構函數被執行，資源和所有分配的內存被釋放。

　　要考慮的其他技術

　　首先，熟悉一下零規則、五規則和三規則。當設計一個類時，這些規則有助于決定何時應該創建用戶定義的復制構造函數、復制賦值操作符、析構函數、移動構造函數和移動操作符。

　　其次，使用靜態分析工具來查找內存泄漏、線程問題、bug和其他潛在問題。同樣，許多靜態分析工具已經存在，比如clang、cppcheck、valgrind和商業工具。

　　接下來，熟悉現代C++。C++語言中有很多特性，但是實際上一個嵌入式開發者只需要其中的一小部分。你可以識別出符合你需求的子集，并拋棄其他所有東西。我知道我做過，我也用c做了同樣的事情。我們的目標不是使用每種語言的特性，而是使用語言中的工具來幫助你編寫健壯的實時嵌入式軟件。

　　最后，關注對C++標準所做的更改。C++每三年更新一次。語言在不斷發展，新的工具也在不斷增加。安全性和內存安全是至關重要的，我們很可能會在未來看到語言在這方面的許多改進。

　　結論

　　C++不是內存安全的語言;然而，許多特性和技術可以用來編寫內存安全的代碼。最終，無論你是否使用內存安全語言，嵌入式開發人員都需要考慮他們正在做什么，以及它如何影響內存。