C 語言中實現(xiàn)環(huán)形緩沖區(qū)

更新時間：2016年07月07日 17:33:38 投稿：lqh

本文主要是介紹 C語言實現(xiàn)環(huán)形緩沖區(qū),并附有詳細(xì)實現(xiàn)代碼,具有一定的參考價值,希望能幫助有需要的小伙伴

1.實現(xiàn)代碼：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define BUFFSIZE 1024 * 1024 
#define min(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y)) 

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 

struct cycle_buffer { 
 unsigned char *buf; 
 unsigned int size; 
 unsigned int in; 
 unsigned int out; 
 pthread_mutex_t lock; 
}; 

static struct cycle_buffer *fifo = NULL; 

static int init_cycle_buffer(void) 
{
 int size = BUFFSIZE, ret; 

 ret = size & (size - 1); 
 if (ret) 
  return ret;
 fifo = (struct cycle_buffer *) malloc(sizeof(struct cycle_buffer)); 
 if (!fifo) 
  return -1; 

 memset(fifo, 0, sizeof(struct cycle_buffer)); 
 fifo->size = size; 
 fifo->in = fifo->out = 0; 
 pthread_mutex_init(&fifo->lock, NULL); 
 fifo->buf = (unsigned char *) malloc(size); 
 if (!fifo->buf)
  free(fifo);
 else
  memset(fifo->buf, 0, size); 
 return 0; 
} 

unsigned int fifo_get(unsigned char *buf, unsigned int len) 
{ 
 unsigned int l; 
 len = min(len, fifo->in - fifo->out); 
 l = min(len, fifo->size - (fifo->out & (fifo->size - 1))); 
 memcpy(buf, fifo->buf + (fifo->out & (fifo->size - 1)), l); 
 memcpy(buf + l, fifo->buf, len - l); 
 fifo->out += len; 
 return len; 
} 

unsigned int fifo_put(unsigned char *buf, unsigned int len) 
{ 
 unsigned int l; 
 len = min(len, fifo->size - fifo->in + fifo->out); 
 l = min(len, fifo->size - (fifo->in & (fifo->size - 1))); 
 memcpy(fifo->buf + (fifo->in & (fifo->size - 1)), buf, l); 
 memcpy(fifo->buf, buf + l, len - l); 
 fifo->in += len; 
 return len; 
} 

static void * thread_read(void *arg) 
{ 
 char buf[1024]; 
 unsigned int n; 
 pthread_detach(pthread_self()); 
 for (;;) { 
  memset(buf, 0, sizeof(buf)); 
  pthread_mutex_lock(&fifo->lock); 
  n = fifo_get(buf, sizeof(buf)); 
  pthread_mutex_unlock(&fifo->lock); 
  write(STDOUT_FILENO, buf, n); 
 }
 printf("nnafter thread_read : %snn",buf);
 return NULL; 
} 

static void * thread_write(void *arg) 
{ 
 unsigned char buf[] = "hello world"; 
 pthread_detach(pthread_self()); 
 for (;;) { 
  pthread_mutex_lock(&fifo->lock); 
  fifo_put(buf, strlen(buf)); 
  pthread_mutex_unlock(&fifo->lock); 
 } 
 return NULL; 
} 

int main(void) 
{ 
 int ret; 
 pthread_t wtid, rtid; 
 ret = init_cycle_buffer(); 
 if (ret == -1) 
  return ret; 

 pthread_create(&wtid, NULL, thread_write, NULL); 
 pthread_create(&rtid, NULL, thread_read, NULL); 
 pthread_exit(NULL); 
 return 0;
}

1.buffer指向存放數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，size是緩沖區(qū)的大小，in是寫指針下標(biāo)，out是讀指針下標(biāo),在len和(fifo->size - fifo->in + fifo->out)之間取一個較小的值賦給len。注意，當(dāng)(fifo->in == fifo->out+fifo->size)時，表示緩沖區(qū)已滿，此時得到的較小值一定是0，后面實際寫入的字節(jié)數(shù)也全為0。另一種邊界情況是當(dāng)len很大時（因為len是無符號的，負(fù)數(shù)對它來說也是一個很大的正數(shù)），這一句也能保證len取到一個較小的值，因為fifo->in總是大于等于fifo->out，所以后面的那個表達(dá)式的值不會超過fifo->size的大小把上一步?jīng)Q定的要寫入的字節(jié)數(shù)len“切開”，這里又使用了一個技巧。注意：實際分配給fifo->buffer的字節(jié)數(shù)fifo->size，必須是2的冪，否則這里就會出錯。既然fifo->size是2的冪，那么 (fifo->size-1)也就是一個后面幾位全為1的數(shù)，也就能保證(fifo->in & (fifo->size - 1))總為不超過(fifo->size - 1)的那一部分，和(fifo->in)% (fifo->size - 1)的效果一樣。

2.這樣后面的代碼就不難理解了，它先向fifo->in到緩沖區(qū)末端這一塊寫數(shù)據(jù)，如果還沒寫完，在從緩沖區(qū)頭開始寫入剩下的，從而實現(xiàn)了循環(huán)緩沖。最后，把寫指針后移len個字節(jié)，并返回len。

3.從上面可以看出，fifo->in的值可以從0變化到超過fifo->size的數(shù)值，fifo->out也如此，但它們的差不會超過fifo->size 。

以上就是環(huán)形緩沖區(qū)域的C語言實現(xiàn)詳解，希望對大家有所幫助，謝謝支持！

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