环形缓冲区的应用ringbuffer
在嵌入式开发中离不开设备通信,而在通信中稳定性最高的莫过于环形缓冲区算法,
当读取速度大于写入速度时,在环形缓冲区的支持下不会丢掉任何一个字节(硬件问题除外)。
在通信程序中,经常使用环形缓冲区作为数据结构来存放通信中发送和接收的数据。环形缓冲区是一个先进先出的循环缓冲区,可以向通信程序提供对缓冲区的互斥访问。
1、环形缓冲区的实现原理
环形缓冲区通常有一个读指针和一个写指针。读指针指向环形缓冲区中可读的数据,写指针指向环形缓冲区中可写的缓冲区。通过移动读指针和写指针就可以实现缓冲区的数据读取和写入。在通常情况下,环形缓冲区的读用户仅仅会影响读指针,而写用户仅仅会影响写指针。如果仅仅有一个读用户和一个写用户,那么不需要添加互斥保护机制就可以保证数据的正确性。如果有多个读写用户访问环形缓冲区,那么必须添加互斥保护机制来确保多个用户互斥访问环形缓冲区。
图 1、图 2 和图 3 是一个环形缓冲区的运行示意图。
图1 初始状态
图二 向环形缓冲区中添加了一个数据
图三环形缓冲区进行了读取和添加
图 1 是环形缓冲区的初始状态,可以看到读指针和写指针都指向第一个缓冲区处;
图 2 是向环形缓冲区中添加了一个数据后的情况,可以看到写指针已经移动到数据块 2 的位置,而读指针没有移动;
图 3 是环形缓冲区进行了读取和添加后的状态,可以看到环形缓冲区中已经添加了两个数据,已经读取了一个数据。
这个只是示意图
下面是用C语言写的代码:
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #define MAXSIZE 8
- int ringbuf[MAXSIZE];
- int realdx = 0;
- int writeldx = 0;
- int next_data_handle(int addr)
- {
- return (addr+1) == MAXSIZE ? 0 : (addr + 1);
- }
- int write_data(int data)
- {
- int i;
- *(ringbuf+writeldx)=data;
- writeldx = next_data_handle(writeldx);
- for(i = 0; i < MAXSIZE; i++)
- {
- printf("%4d\t",*(ringbuf + i ));
- if(MAXSIZE-1 == i)
- printf("\n");
- }
- }
- int read_data()
- {
- printf("read data is : %d\t",*(ringbuf + realdx));
- realdx = next_data_handle(realdx);
- }
- int main(int argc, char *argv)
- {
- int data;
- char cmd;
- do{
- printf("select:\tw--write:\tr--read:\tq--quit\n");
- scanf("%s",&cmd);
- switch(cmd)
- {
- case 'w':
- printf("please input data:");
- scanf("%d",&data);
- write_data(data);
- break;
- case 'r':
- data = read_data();
- printf("read all \n");
- break;
- case 'q':
- printf("quit\n");
- break;
- default:
- printf("Command error\n");
- break;
- }
- }while(cmd!='q');
- return 0;
- }
执行的结果如下:
主要是要理解这个环形设计的思想。
转自:http://blog.csdn.net/u011046042/article/details/51853535
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