各位工程师、开发者，以及所有对硬实时系统设计充满热情的同仁们： 欢迎来到今天的讲座。我们将深入探讨一个在硬实时系统（Hard Real-Time Systems）开发中至关重要的概念——“确定性C++”（Deterministic C++）。在这些系统中，程序的行为不仅要正确，更要可预测，其执行时间必须有严格的上限，任何延迟或不确定性都可能导致灾难性的后果。 C++以其强大的性能和灵活性而著称，但其某些高级特性，若不加约束地使用，恰恰是确定性的主要敌人。今天，我们将聚焦于两大罪魁祸首：动态内存分配和异常处理。我们将详细剖析它们为何会破坏确定性，以及在实践中如何系统性地禁用它们，并用安全、可预测的替代方案取代它们。 一、确定性C++的基石：硬实时系统中的需求与挑战 在深入技术细节之前，我们首先明确什么是“确定性C++”，以及它为何在硬实时系统中如此关键。 1.1 什么是确定性？ 在软件工程中，一个系统或程序的“确定性”意味着在给定相同的输入、初始状态和运行环境时，它将始终产生相同的输出，并以相同的路径、相同的资源消耗（尤其是时间）执行。 对于硬实时系统而言，这种确定性尤为重要。它不仅仅是 …
C++实现基于对象的编程：避免虚函数与动态内存分配的开销
C++ 基于对象编程：避免虚函数与动态内存分配的开销 大家好，今天我们来探讨一个C++中非常重要的主题：如何在基于对象编程的范式下，避免虚函数和动态内存分配带来的性能开销。很多时候，为了追求代码的灵活性和可扩展性，我们会大量使用继承、多态，以及动态地创建和销毁对象。然而，这些特性并非没有代价。虚函数会增加函数调用的间接性，动态内存分配则会引入碎片化和管理开销。 那么，我们如何在享受面向对象编程带来的好处的同时，尽可能减少这些性能损耗呢？这就是我们今天要讨论的核心问题。我们将从几个方面入手，深入剖析这些问题，并提供一些实用的解决方案。 1. 虚函数的开销与替代方案 虚函数是实现多态的关键机制，它允许我们在运行时确定调用哪个函数。然而，虚函数的实现依赖于虚函数表 (vtable) 和虚函数指针 (vptr)。 vtable: 每个包含虚函数的类都会有一个 vtable，其中存储了该类所有虚函数的地址。 vptr: 每个对象都会包含一个 vptr，指向该对象所属类的 vtable。 因此，调用虚函数时，需要先通过 vptr 找到 vtable，然后再从 vtable 中找到要调用的函数的地址 …
JVM元空间Metaspace频繁溢出？类加载器泄漏分析与动态内存释放技巧
JVM 元空间 Metaspace 频繁溢出？类加载器泄漏分析与动态内存释放技巧 大家好！今天我们来聊聊一个让很多Java开发者头疼的问题：JVM 元空间（Metaspace）频繁溢出。我们将深入分析导致 Metaspace 溢出的常见原因，特别是类加载器泄漏，并探讨一些动态内存释放的技巧，帮助大家更好地管理 JVM 内存，避免此类问题的发生。 一、Metaspace：JVM 的类元数据存储地 在深入探讨溢出问题之前，我们先简单回顾一下 Metaspace 的概念。Metaspace 是 Java 8 及以后版本中替代 PermGen（永久代）的内存区域。它主要用于存储类的元数据，包括： 类的结构信息（类名、方法、字段等） 常量池 方法字节码 JIT 编译器优化后的代码 与 PermGen 不同，Metaspace 使用的是本地内存，这意味着它的大小只受限于操作系统的可用内存，而不再受限于 JVM 参数 -XX:MaxPermSize 的限制。 尽管如此，Metaspace 仍然可能溢出，导致 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace 错误。 二、Me …