RingBuffer环形缓冲区的数值操作

RingBuffer是什么&＃xff1f;

正如名字所说的一样&＃xff0c;它是一个环&＃xff08;首尾相接的环&＃xff09;&＃xff0c;你可以把它用做在不同上下文&＃xff08;线程&＃xff09;间传递数据的buffer。

基本来说&＃xff0c;ringbuffer拥有一个序号&＃xff0c;这个序号指向数组中下一个可用的元素。

随着你不停地填充这个buffer&＃xff08;可能也会有相应的读取&＃xff09;&＃xff0c;这个序号会一直增长&＃xff0c;直到绕过这个环。

我们选择用环形buffer的最初原因就是想要提供可靠的消息传递。我们需要将已经被服务发送过的消息保存起来&＃xff0c;这样当另外一个服务通过nak (拒绝应答信号)告诉我们没有成功收到消息时&＃xff0c;我们能够重新发送给他们。

下面介绍一下PX4源码中关于RingBuffer的数据写入与取值过程&＃xff0c;代码如下

/*** Ringbuffer.h* * int _head &＃61; _tail &＃61; 0;* size &＃61; 21*/
inline void push(data_type sample)
{int head_new &＃61; _head;if (_first_write) {head_new &＃61; _head;} else {head_new &＃61; (_head &＃43; 1) % _size;}_buffer[head_new] &＃61; sample;_head &＃61; head_new;// move tail if we overwrite itif (_head &＃61;&＃61; _tail && !_first_write) {_tail &＃61; (_tail &＃43; 1) % _size;} else {_first_write &＃61; false;}
}inline data_type get_oldest()
{return _buffer[_tail];
}unsigned get_oldest_index()
{return _tail;
}inline data_type get_newest()
{return _buffer[_head];
}


整个写入过程中_head和_tail的变化过程如下表所示&＃xff1a;

• 第一圈写入的时候&＃xff0c;尾不变&＃xff0c;头增加&＃xff0c;get_newest()都是最新写入的数&＃xff0c;在头部&＃xff1b;get_oldest()是第一个写入的数&＃xff0c;在尾部。

• 写满一圈之后&＃xff0c;get_newest()的依然是最新写入的、头部的数&＃xff1b;而get_oldest()则是上一圈序号大于当前序号的一个数。因为环形缓冲区的大小是固定的&＃xff0c;具有数组的性质&＃xff0c;写入的数据不会丢弃&＃xff0c;一直保存在缓冲区中。