工程实践

从 Simple-WebSocket-Server 重构而来，去掉 ASIO 依赖，用 poll Reactor + 固定 RingBuffer + 状态机实现一个 67KB 二进制、12KB/连接、热路径零堆分配的嵌入式 WebSocket 服务器。

fccu-cpp 是一个 C++17 header-only 软件 FCCU 组件，复用 newosp 成熟设计模式，基于外部 SPSC ringbuffer 和两层 HSM 构建，零堆分配、裸机友好。本文介绍其架构设计、关键模式和集成方式。

从进程内 MPSC 总线到跨进程 SPMC 共享内存，newosp 同时支持 1:1 (SPSC) 和 1:N (SPMC) 两种共享内存数据分发模式。本文以 LiDAR 点云分发为例，展示 SPMC 的设计、实现和工业应用场景。

基于无锁 MPSC 消息总线，实现嵌入式场景下的数据分发架构。提供两种方案: Component 动态订阅版和 StaticComponent 零开销编译期分发版。单文件 ~100 行，零堆分配，单 worker 线程处理所有订阅者。

工业嵌入式系统需要在 TCP telnet、串口、stdin 等不同环境下统一调试。newosp 的 Shell 模块通过函数指针 I/O 抽象实现多后端统一架构，通过 TCLAP 风格的子命令分发实现运行时控制（日志级别、配置修改、统计重置、生命周期转换），18 个命令覆盖诊断与控制两大需求，全程零堆分配、-fno-exceptions 兼容。

LMDB 是基于 B+ 树 + mmap 的嵌入式 KV 数据库，编译产物 < 50KB，零拷贝读取，CoW 断电安全。本文从嵌入式 Linux 视角评估 LMDB 的适用场景（标定数据、设备配置、OTA 元数据）、架构原理、工业级代码质量、加密方案，以及跨平台 Python 工具链在工厂标定工位中的实际应用。

本文介绍的 newosp 库基于 MIT 协议开源，当前版本 v0.2.0。

MCCC 系列第三篇。以 C++14 消息总线的四大堆分配瓶颈为出发点，逐项展示 C++17 的替代方案: std::function -> FixedFunction (SBO + static_assert)、unordered_map -> VariantIndex 固定数组、shared_ptr -> Envelope 内嵌 Ring Buffer、std::string/vector -> FixedString/FixedVector。每项改造附带代码对比、编译期保障机制和性能实测数据。

从 newosp v0.4.3 (43 headers, 1153 tests) 源码中提炼 C++17 能力的实际工程运用。每项附具体代码位置、设计决策和 C 语言对比，展示工业嵌入式库如何将语言特性转化为可靠性与性能优势。

串口协议解析是嵌入式系统中最基础也最容易被忽视的工程问题。本文基于一个完整的 Linux 模拟工程，深入对比缓冲区滑窗扫描与层次状态机（HSM）两种解析架构，覆盖粘包处理、ISR 设计、环形缓冲区、无锁 SPSC 队列、CRC-CCITT 校验、错误恢复等工程细节，并分别讨论裸机（super-loop）和 RT-Thread RTOS 平台的集成方案。

newosp ospgen 是一个 200 行 Python 的 YAML->C++ 代码生成器，面向嵌入式 C++17 场景。生成 trivially_copyable POD 结构体、enum class、std::variant Payload、sizeof 编译期断言、event-message 零开销绑定、Validate() 范围检查、Dump() 调试打印。通过 streaming_protocol 流媒体协议示例展示真实应用集成: 删除手写 messages.hpp，用生成代码获得输入校验、结构化调试、类型安全枚举、拓扑常量和编译期保护。对比 Protobuf/FlatBuffers/nanopb，展示为什么嵌入式场景需要比 Protobuf 更轻、比手写更安全的第三条路。

嵌入式设备的配置数据需要在 Flash/NvM 与内存之间可靠存取。本文从最简的裸 struct memcpy 出发，逐级递进到自定义 TLV、nanopb (Protocol Buffers C 实现) 和 c-capnproto (零拷贝固定布局)，形成四档方案对比。重点分析各方案在版本兼容、读写性能、维护成本上的取舍，并结合 Flash 扇区擦除特性论证为何整体重写并非性能瓶颈。

QP/C (Quantum Platform in C) 是一个面向嵌入式实时系统的事件驱动框架，其核心是 Active Object (主动对象) 并发模型与层次状态机 (HSM)。本文从架构设计出发，深入剖析 QPC 的三大支柱: HSM 的冒泡-继承-覆盖机制与 QHsm/QMsm 双实现策略、QActive 零拷贝无锁事件队列的 SPSC 设计、以及 QActive 在 RT-Thread 上的完整移植方案。通过 1kHz 高频采样案例展示框架的工程优势。

以 dbpp 对 DatabaseLayer 的现代化重写为案例，系统展示如何将一个 C++03 风格的数据库封装库改造为符合 MISRA C++ 标准的 C++14 实现。涵盖 RAII 资源管理、move-only 语义替代 const_cast hack、零异常错误处理、零全局状态等关键改造点，附完整前后对比代码。

将两篇 clang-tidy 基础教程整合并扩展为面向嵌入式 C++17 的完整实战指南。涵盖针对 -fno-exceptions/-fno-rtti 场景的精选 check 集合、嵌入式专属 check (concurrency、performance、bugprone)、HeaderFilterRegex 精确控制、CMake CMAKE_CXX_CLANG_TIDY 原生集成、GNU parallel 并行加速、GitHub Actions CI 门禁，以及 NOLINT 注释的正确用法。