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：

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1. #include <stdlib.h>
2. #include <stdio.h>
3. #define MAXSIZE 8
4. int ringbuf[MAXSIZE];
5. int realdx = 0;
6. int writeldx = 0;
7. int next_data_handle(int addr)
8. {
9. return (addr+1) == MAXSIZE ? 0 : (addr + 1);
10. }
11. int write_data(int data)
12. {
13. int i;
14. *(ringbuf+writeldx)=data;
15. writeldx = next_data_handle(writeldx);
16. for(i = 0; i < MAXSIZE; i++)
17. {
18. printf("%4d\t",*(ringbuf + i ));
19. if(MAXSIZE-1 == i)
20. printf("\n");
21. }
22. }
23. int read_data()
24. {
25. printf("read data is : %d\t",*(ringbuf + realdx));
26. realdx = next_data_handle(realdx);
27. }
28. int main(int argc, char *argv)
29. {
30. int data;
31. char cmd;
32. do{
33. printf("select:\tw--write:\tr--read:\tq--quit\n");
34. scanf("%s",&cmd);
35. switch(cmd)
36. {
37. case 'w':
38. printf("please input data:");
39. scanf("%d",&data);
40. write_data(data);
41. break;
42. case 'r':
43. data = read_data();
44. printf("read all \n");
45. break;
46. case 'q':
47. printf("quit\n");
48. break;
49. default:
50. printf("Command error\n");
51. break;
52. }
53. }while(cmd!='q');
54. return 0;
55. }

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