改进的实时操作系统内存分配性能测试模型.pdf

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1、万方数据计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign2009．30(24)5637·嵌入式系统工程·改进的实时操作系统内存分配性能测试模型裴宝庆，叶东升，张建伟(中国航天科工集团第二研究院706所，北京100854)摘要：针对实时操作系统内存分配的性能，分析了一个现有的测试模型，提出了模型中存在的问题，并给出了改进方法。改进后的模型比原模型可以产生更多的内存碎片，这样可以更充分地反映内存碎片对内存分配性能的影响。改进后的模型也更符合真实环境下的内存分配规律，且考虑了内存分配失败的情况对内存分配整体性能的影响。最后通过实验结果表明了改进方法的有效性和

2、正确性。关键词：实时操作系统；内存分配；性能测试；测试模型；内存碎片中图法分类号：TP316．2文献标识码：A文章编号：1000．7024(2009)24．5637．06ImprovedtestingmodelofRTOSmemoryallocationperformancePEIBao—qing，YEDong-sheng，ZHANGJian—wei(Institute706，SecondAcademyofChinaAerospaceScienceandIndustryCorporation，Beijing100854，China)Abstract：Aimingatthepe

3、rformanceofmemoryallocationofRTOS，allexistingmodelisanalyzed，existingproblemsisbroughtforwardinthemodelandsuggestsimprovementmethods．Comparedwiththeoldmodel，theimprovemodelcouldgeneratemorememoryfragmentsintheprocessofmemoryallocationanditfitsbetterthememoryallocationlawintherealenvironment

4、．What’Smore，theimprovedmodelconsiderstheimpactofmemoryallocationfailureontheintegralmemoryallocation．Intheend，itverifiestheefficiencyandcorrectnessofimprovedmethodsthroughexperiments．Keywords：RTOS；memoryallocation；performancetesting；testingmodel；memoryfragments0引言内存管理是嵌入式实时应用中重要的一部分⋯。实时操作系统

5、(RTOS)中的内存管理有着很高的要求，包括：实时性、可靠性和高效性”1。动态内存分配提高了程序的灵活性和功能性‘31。所以在嵌入式实时领域得到越来越多的虑用。然而，动态内存分配因其不确定的响应时间和由其带来的内存碎片问题，被视为系统不确定性的一个主要来源”1，直接影响着实时操作系统的实时性、可靠性以及高效性。主要表现在动态内存分配会产生内存碎片，进而导致分配内存时搜索空闲内存块的时间增加甚至不确定；而内存碎片一般不可利用，从而造成了浪费，甚至导致内存分配请求得不到满足。为确保实时性，实时操作系统一般都不提供清除内存碎片的功能。因为实时操作系统要清理内存就必须把正在运行的任务

6、暂停下来，这就可能导致该任务满足不了其截止时间的要求，使系统变得小可预测Ⅲ。理想环境下的内存分配时间对测试实时系统意义不大，相反，在恶劣条件下(即有大量内存碎片存在系统中)的内存分配时间是衡量一个RTOS实时性能的一个重要指标。文献[4]提出了一种内存分配性能的测试模型，该模型可以产生大量内存碎片，并在该条件下测试内存分配时间。本文分析了该模型中存在的若干l'廿J题，并给出了改进方法，最后通过实验验证了改进方法的有效性和正确性。l测试模型文献[4】中提出了一种检测实时操作系统内存分配性能的方法，利用概率统计的方法随机产生内存碎片，检测实时操作系统在不同条件下内存分配性能的变化

7、。文中认为，系统在刚开始启动或复位时，系统中的内存足完整的；后经各个任务不断地申请和释放内存，系统就会处于一个存在大量内存碎片的环境中。文章把这个过程分为两个场景：前一场景中，系统只申请内存而不释放，直到没有内存可以供分配，此时内存中几乎没有碎片；后一场景中，系统既申请内存又释放内存，这样就会产生内存碎片。应用程序的动态申请和释放内存在实际的系统运行过程中是不确定的，主要存在申清内存的大小和内存释放的顺序两方面因素。基于此，文中设计了一个模拟真实的内存申请和释放行为的模型：令申请的内存大小服从正态分布，