Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп

Проблемы с исключениями заключаются в том, что, глядя на конкретный раздел throw, программист не может сказать, сколько времени займет поиск соответствующего раздела catch и даже существует ли такой раздел catch, не проанализировав более крупный фрагмент программы. В программах для встроенных систем лучше было бы, если бы такой раздел catch существовал, поскольку мы не можем рассчитывать на то, что программист сможет использовать средства отладки языка С++. В принципе проблемы, связанные с исключениями, можно решить с помощью того же механизма, который определяет, какой именно раздел catch будет вызван для конкретного раздела throw и как долго ему будет передаваться управление, но в настоящее время эта задача еще исследуется, поэтому, если вам нужна предсказуемость, вы должны обрабатывать ошибки, основываясь на возвращаемых кодах и других устаревших и утомительных, но вполне предсказуемых методах. 

25.2.2. Принципы

• Первый закон: “Не делай этого!”

• Второй закон (только для экспертов): “Не делай этого пока!”

Перед тем как приступать к оптимизации, следует убедиться в том, что вы понимаете, как работает система. Только когда вы будете уверены в этом, оптимизация станет (или может стать) правильной и надежной. Сосредоточьтесь на алгоритмах и структурах данных. Как только будет запущена первая версия системы, тщательно измерьте ее показатели и настройте как следует. К счастью, часто происходят приятные неожиданности: хороший код иногда работает достаточно быстро и не затрачивает слишком много памяти. Тем не менее не рассчитывайте на это; измеряйте. Неприятные сюрпризы также случаются достаточно часто.

25.2.3. Сохранение работоспособности после сбоя

Представьте себе, что вы должны разработать и реализовать систему, которая не должна выходить из строя. Под словами “не выходить из строя” мы подразумеваем “месяц работать без вмешательства человека”. Какие сбои мы должны предотвратить? Мы можем не беспокоиться о том, что солнце вдруг потухнет или на систему наступит слон. Однако в целом мы не можем предвидеть, что может пойти не так, как надо. Для конкретной системы мы можем и должны выдвигать предположения о наиболее вероятных ошибках. Перечислим типичные примеры.

• Сбой или исчезновение электропитания.

• Вибрация разъема.

• Попадание в систему тяжелого предмета, приводящее к разрушению процессора.

• Падение системы с высоты (от удара диск может быть поврежден).

• Радиоактивное облучение, вызывающее непредсказуемое изменение некоторых значений, записанных в ячейках памяти.

Ошибки, которые не возникают в лабораторных условиях, исправить труднее всего. Вы представить себе не можете, какие усилия были предприняты, чтобы инженеры из лаборатории реактивных двигателей могли диагностировать сбои программного и аппаратного обеспечения на марсоходе (сигнал до которого идет двадцать минут) и, поняв в чем дело, устранить проблему.

• Предотвращение утечки ресурсов. Не допускайте утечек. Старайтесь точно знать, какие ресурсы использует ваша программа, и стремитесь их экономить (в идеале). Любая утечка в конце концов выведет вашу систему или подсистему из строя. Самыми важными ресурсами являются время и память. Как правило, программа использует и другие ресурсы, например блокировки, каналы связи и файлы.

• Дублирование. Если для функционирования системы крайне важно, чтобы какое-то устройство работало нормально (например, компьютер, устройство вывода, колесо), то перед проектировщиком возникает фундаментальная проблема выбора: не следует ли продублировать критически важный ресурс? Мы должны либо смириться со сбоем, если аппаратное обеспечение выйдет из строя, или предусмотреть резервное устройство и предоставить его в распоряжение программного обеспечения. Например, контроллеры топливных инжекторов в судовых дизельных двигателях снабжены тремя резервными компьютерами, связанными продублированной сетью. Подчеркнем, что резерв не обязан быть идентичным оригиналу (например, космический зонд может иметь мощную основную антенну и слабую запасную). Отметим также, что в обычных условиях резерв можно также использовать для повышения производительности системы.

• Самопроверка. Необходимо знать, когда программа (или аппаратное обеспечение) работает неправильно. В этом отношении могут оказаться очень полезными компоненты аппаратного обеспечения (например, запоминающие устройства), которые сами себя контролируют, исправляют незначительные ошибки и сообщают о серьезных неполадках. Программное обеспечение может проверять целостность структур данных, инварианты (см. раздел 9.4.3) и полагаться на