栈空间溢出

本文介绍了嵌入式系统中栈溢出的现象和预防措施,包括单个和多个局部变量溢出、嵌套函数以及参数传递可能导致的溢出。提出了划分子函数、注意嵌套深度、将常用临时变量转为静态变量以及使用指针传递参数等优化策略,以减少栈空间的不合理使用。

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前言

嵌入式工程师们免不了和堆栈打交道,深入理解了这两个东西,才能从代码编写时就考虑清楚内存管理,避免到后期出现各种莫名其妙的问题。

最近在使用CC2530时也遇到了一些问题,怀疑跟栈空间溢出有关,于是做了一次梳理。可能有些理解还不到位,等了解了再修正。

本文是以CC2530为例做了测试,我们可以借鉴到其他单片机上。

所谓栈空间,就是一块内存空间。而溢出,就是使用的内存区域超过了这块空间。占用栈空间的是局部变量。

TI的FAE说CC2530的栈空间大小为223字节左右,最好不要超出。我实际测试,超过250就会崩溃,表现为打印函数出不来。可以这么理解,超过223字节的时候,栈空间溢出了,此时有些内存区域出现了覆盖等不良情况,但还没影响到打印的这部分;但栈使用超过250字节时,效果就很明显了,打印函数都被波及。

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一、栈溢出的几种现象

我把自己目前认为的可导致栈溢出的行为,给列了出来。1.1和1.2都很容易理解。1.3可能会被忽视,但其实理一理,发现并不难理解,因为子函数在占用栈空间时,其外部的函数并没有释放出栈空间。

1.1 单个局部变量的溢出

void main(void)
{
  uint8 tmp[250] = {0};
}

1.2 多个局部变量的溢出

void main(void)
{
  uint8 tmp1[120] = {0};
  uint8 tmp2[130] = {0};
}

1.3 嵌套函数的溢出

void Fun(void)
{
  uint8 tmp[120] = {0};
}

void main(void
### 关于 Java 虚拟机 StackOverflowError 的解决方案 #### 1. 增加线程栈空间 可以通过调整 JVM 参数 `-Xss` 来增加每个线程的栈空间大小。默认情况下,栈空间大小通常为 512KB 或者更小,具体取决于操作系统和 JVM 版本。如果递归调用过深或者存在其他可能导致栈溢出的操作,则可能需要增大该值。例如,在启动应用程序时设置更大的栈空间: ```bash java -Xss1024k YourApplication ``` 上述命令将每个线程的栈空间设置为 1MB[^3]。 #### 2. 修改递归逻辑 对于由递归引发的 `StackOverflowError`,应重新设计算法以减少递归深度。一种常见的优化方式是从递归实现转换为迭代实现。通过使用显式的数据结构(如队列或),可以有效降低内存消耗并避免栈溢出的风险。例如,考虑以下递归函数及其对应的迭代版本: 原始递归代码: ```python def factorial_recursive(n): if n == 0 or n == 1: return 1 else: return n * factorial_recursive(n - 1) ``` 改写后的迭代代码: ```python def factorial_iterative(n): result = 1 for i in range(2, n + 1): result *= i return result ``` 这种修改不仅提高了程序稳定性,还显著减少了资源占用[^1]。 #### 3. 避免不必要的嵌套调用 某些场景下,即使没有明显的递归操作,也可能因为过多的嵌套方法调用而导致栈溢出。此时应当审查代码逻辑,尽可能简化调用链路,移除冗余层次[^2]。 #### 4. 处理正则表达式相关问题 在特定条件下,复杂的正则表达式匹配可能会触发回溯机制,从而造成大量临时对象堆积最终导致溢出。针对这种情况,建议重构正则模式使其更加高效;另外也可以尝试预编译常量字符串类型的 Pattern 对象以便重复利用而不是每次都创建新实例。 综上所述,解决 Java 中因虚拟机不足所引起的各种异常情况需结合实际情况采取相应措施,包括但不限于调节 JVM 启动参数、改进业务处理流程以及优化底层技术细节等方面的工作。
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