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环形缓冲区(RING BUFFER)的实现原理
环形缓冲区通常有一个读指针和一个写指针(一个入指针和一个出指针)。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
环形缓冲区(RING BUFFER)实现原理图解
1、环形缓冲区(Ring Buffer)初始态
2、向环形缓冲区(Ring Buffer)中添加一个数据
3、向环形缓冲区(Ring Buffer)中添加一个数据,并读取一个数据
注意:环形缓冲区是使用的线性存储区实现的,实际的物理存储是线性的
类似于二维或多维数组,其实际存储也是由线下存储实现
RING BUFFER的用法(C语言)
话不多说直接上代码,边分析代码、边理解原理
RING BUFFER的常规用法
Ring Buffer的数据结构定义:
struct ring_buffer {
int in; /*写指针*/
int out; /*读指针*/
int size; /*环形缓冲区大小*/
char *buf; /*环形缓冲区*/
};
初始化Ring Buffer的接口:
bool RingBufferInit(struct ring_buffer *ring_buffer_p, int buf_size)
{
ring_buffer_p->buf = (char *)malloc(buf_size);
if (ring_buffer_p->buf) {
memset(fifo_p->buf, 0, buf_size);
} else {
return false;
}
ring_buffer_p->size = buf_size;
ring_buffer_p->head = 0;
ring_buffer_p->tail = 0;
return true;
}
判断Ring Buffer是否为空的接口:
bool RingBufferEmpty(struct ring_buffer *ring_buffer_p)
{
return (ring_buffer_p->in == ring_buffer_p->out);
}
判断Ring Buffer是否为满的接口:
bool RingBufferFull(struct ring_buffer *ring_buffer_p)
{
return (((ring_buffer_p->in) % ring_buffer_p->size) == ring_buffer_p->out);
}
读取Ring Buffer数据长度的接口:
int GetRingBufferLen(struct ring_buffer *ring_buffer_p)
{
return (((ring_buffer_p>in - ring_buffer_p->out + ring_buffer_p->size) % ring_buffer_p->size);
}
清空Ring Buffer的接口:
void RingBufferClear(struct ring_buffer *ring_buffer_p)
{
ring_buffer_p->in = 0;
ring_buffer_p->out = 0;
}
释放Ring Buffer的接口:
void RingBufferClear(struct ring_buffer *ring_buffer_p)
{
ring_buffer_p->in = 0;
ring_buffer_p->out = 0;
ring_buffer_p->size = 0;
if(ring_buffer_p->buf) {
free(ring_buffer_p->buf);
ring_buffer_p->buf = NULL;
}
}
向Ring Buffer的写数据接口:
int RingBufferPut(struct ring_buffer *ring_buffer_p, char *buf, int len)
{
int real_int_len = 0 , i = 0, surplus_buf_len = 0;
if( len >= ring_buffer_p->size){
return -1;
}
surplus_buf_len = ring_buffer_p->size - GetRingBufferLen(ring_buffer_p);
if( len > surplus_buf_len )
real_in_len = surplus_buf_len;
} else if( len <= surplus_buf_len){
real_in_len = len;
}
for( i = 0; i < real_in_len; i++){
ring_buffer_p->buf[ ring_buffer_p->in % ring_buffer_p->size] = buf[i];
ring_buffer_p->in = (ring_buffer_p->in + 1) % ring_buffer_p->size;
}
return i;
}
读取Ring Buffer数据的接口:
int RingBufferGet(struct ring_buffer *ring_buffer_p, char *buf, int buf_len)
{
hd_s32_t real_out_len = 0, i =0, data_len = 0;
data_len = GetRingBufferLen(ring_buffer_p);
if( buf_len > data_len )
real_out_len = data_len;
} else if( buf_len <= data_len){
real_out_len = buf_len;
}
for( i = 0; i < real_out_len; i++){
buf[i] = ring_buffer_p->buf[ring_buffer_p->out % ring_buffer_p->size];
ring_buffer_p->out = (ring_buffer_p->out + 1) % ring_buffer_p->size;
}
return i;
}
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