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. }  
24. int read_data()  
25. {  
26.         printf("read data is : %d\t",*(ringbuf + realdx));  
27.         realdx = next_data_handle(realdx);  
28. }  
29. int main(int argc, char *argv)  
30. {  
31.         int data;  
32.         char cmd;  
33.   
34.         do{  
35.         printf("select:\tw--write:\tr--read:\tq--quit\n");  
36.         scanf("%s",&cmd);  
37.         switch(cmd)  
38.         {  
39.                 case 'w':  
40.                 printf("please input data:");  
41.                 scanf("%d",&data);  
42.                 write_data(data);  
43.                 break;  
44.                 case 'r':  
45.                 data = read_data();  
46.                 printf("read all \n");  
47.                 break;  
48.                 case 'q':  
49.                 printf("quit\n");  
50.                 break;  
51.                 default:  
52.                 printf("Command error\n");  
53.                 break;  
54.         }  
55.         }while(cmd!='q');  
56.         return 0;  
57. }  

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