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原文地址：http://blog.csdn.net/linlinlinxi007/article/details/5086806
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人。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。
服务器公共组件实现----环形缓冲区
消息队列锁调用太频繁的问题算是解决了，另一个让人有些苦恼的大概是这太多的内存分配和释放操作了。频繁的内存分配不但增加了系统开销，更使得内存碎片不断增多，非常不利于我们的服务器长期稳定运行。也许我们可以使用内存池，比如SGI STL中附带的小内存分配器。但是对于这种按照严格的先进先出顺序处理的，块大小并不算小的，而且块大小也并不统一的内存分配情况来说，更多使用的是一种叫做环形缓冲区的方案，mangos的网络代码中也有这么一个东西，其原理也是比较简单的。
就好比两个人围着一张圆形的桌子在追逐，跑的人被网络IO线程所控制，当写入数据时，这个人就往前跑；追的人就是逻辑线程，会一直往前追直到追上跑的人。如果追上了怎么办？那就是没有数据可读了，先等会儿呗，等跑的人向前跑几步了再追，总不能让游戏没得玩了吧。那要是追的人跑的太慢，跑的人转了一圈过来反追上追的人了呢？那您也先歇会儿吧。要是一直这么反着追，估计您就只能换一个跑的更快的追逐者了，要不这游戏还真没法玩下去。
前面我们特别强调了，按照严格的先进先出顺序进行处理，这是环形缓冲区的使用必须遵守的一项要求。也就是，大家都得遵守规定，追的人不能从桌子上跨过去，跑的人当然也不允许反过来跑。至于为什么，不需要多做解释了吧。
环形缓冲区是一项很好的技术，不用频繁的分配内存，而且在大多数情况下，内存的反复使用也使得我们能用更少的内存块做更多的事。
在网络IO线程中，我们会为每一个连接都准备一个环形缓冲区，用于临时存放接收到的数据，以应付半包及粘包（即发送方发送的若干包数据到接收方接收时粘成一包）的情况。在解包及解密完成后，我们会将这个数据包复制到逻辑线程消息队列中，如果我们只使用一个队列，那这里也将会是个环形缓冲区，IO线程往里写，逻辑线程在后面读，互相追逐。可要是我们使用了前面介绍的优化方案后，可能这里便不再需要环形缓冲区了，至少我们并不再需要他们是环形的了。因为我们对同一个队列不再会出现同时读和写的情况，每个队列在写满后交给逻辑线程去读，逻辑线程读完后清空队列再交给IO线程去写，一段固定大小的缓冲区即可。没关系，这么好的技术，在别的地方一定也会用到的
2、实例：环形缓冲区的实现
环形缓冲区是数据通信程序中使用最为广泛的数据结构之一，下面的代码，实现了一个环形缓冲区：
1 /*ringbuf .c*/ 2 ＃include<stdio. h> 3 ＃include<ctype. h> 4 5 #define NMAX 8 6 7 int iput = 0; /* 环形缓冲区的当前放入位置 */ 8 int iget = 0; /* 缓冲区的当前取出位置 */ 9 int n = 0; /* 环形缓冲区中的元素总数量 */ 10 double buffer[NMAX]; 11 12 /* 环形缓冲区的地址编号计算函数，如果到达唤醒缓冲区的尾部，将绕回到头部。环形缓冲区的有效地址编号为：0到(NMAX-1)*/ 13 int addring (int i) 14 { 15 return (i+1) == NMAX ? 0 : i+1; 16 } 17 18 /* 从环形缓冲区中取一个元素 */ 19 double get（void） 20 { 21 int pos; 22 if (n>0) 23 { 24 Pos = iget; 25 iget = addring(iget); 26 n--; 27 return buffer[pos]; 28 } 29 else 30 { 31 printf(“Buffer is empty/n”); 32 return 0.0; 33 } 34 } 35 36 /* 向环形缓冲区中放入一个元素*/ 37 void put(double z) 38 { 39 if (n<NMAX) 40 { 41 buffer[iput]=z; 42 iput = addring(iput); 43 n++; 44 } 45 else 46 printf(“Buffer is full/n”); 47 } 48 49 50 51 int main{void) 52 { 53 chat opera[5]; 54 double z; 55 do 56 { 57 printf(“Please input p|g|e?”); 58 scanf(“%s”, &opera); 59 switch(tolower(opera[0])) 60 { 61 case ‘p’: /* put */ 62 printf(“Please input a float number?”); 63 scanf(“%lf”, &z); 64 put(z); 65 break; 66 case ‘g’: /* get */ 67 z = get(); 68 printf(“%8.2f from Buffer/n”, z); 69 break; 70 case ‘e’: 71 printf(“End/n”); 72 break; 73 default: 74 printf(“%s - Operation command error! /n”, opera); 75 }/* end switch */ 76 }while(opera[0] != ’e’); 77 return 0; 78 }
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