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C#環(huán)形緩沖區(qū)（隊(duì)列）完全實(shí)現(xiàn)

更新時間：2016年07月28日 14:37:21 作者：番茄炒西紅柿

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C#環(huán)形緩沖區(qū)（隊(duì)列）完全實(shí)現(xiàn)代碼，感興趣的小伙伴們可以參考一下

公司項(xiàng)目中經(jīng)常設(shè)計(jì)到串口通信，TCP通信，而且大多都是實(shí)時的大數(shù)據(jù)的傳輸，然后大家都知道協(xié)議通訊肯定涉及到什么，封包、拆包、粘包、校驗(yàn)……什么鬼的概念一大堆，說簡單點(diǎn)兒就是要一個高效率可復(fù)用的緩存區(qū)。按照碼農(nóng)的慣性思維就是去百度、谷歌搜索看有沒有現(xiàn)成的東西可以直接拿來用，然而我并沒有找到，好吧不是很難的東西自己實(shí)現(xiàn)一個唄。開扯……

為什么要用環(huán)形隊(duì)列？
環(huán)形隊(duì)列是在實(shí)際編程極為有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它有如下特點(diǎn)：
它是一個首尾相連的FIFO的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，采用數(shù)組的線性空間,數(shù)據(jù)組織簡單。能很快知道隊(duì)列是否滿為空。能以很快速度的來存取數(shù)據(jù)。
因?yàn)橛泻唵胃咝У脑?，甚至在硬件都?shí)現(xiàn)了環(huán)形隊(duì)列。

C#完全實(shí)現(xiàn)（可直接使用）
鄙人新手這份代碼肯定有不足之處，望大家指出交流，涉及到的多線程同步問題請調(diào)用者完成，不廢話直接上代碼。

 public class RingBufferManager
{
  public byte[] Buffer { get; set; } // 存放內(nèi)存的數(shù)組
  public int DataCount { get; set; } // 寫入數(shù)據(jù)大小
  public int DataStart { get; set; } // 數(shù)據(jù)起始索引
  public int DataEnd { get; set; }  // 數(shù)據(jù)結(jié)束索引
  public RingBufferManager(int bufferSize)
  {
    DataCount = 0; DataStart = 0; DataEnd = 0;
    Buffer = new byte[bufferSize];
  }

  public byte this[int index]
  {
    get
    {
      if (index >= DataCount) throw new Exception("環(huán)形緩沖區(qū)異常，索引溢出");
      if (DataStart + index < Buffer.Length)
      {
        return Buffer[DataStart + index];
      }
      else 
      {
        return Buffer[(DataStart + index) - Buffer.Length];
      }
    }
  }

  public int GetDataCount() // 獲得當(dāng)前寫入的字節(jié)數(shù)
  {
    return DataCount;
  }

  public int GetReserveCount() // 獲得剩余的字節(jié)數(shù)
  {
    return Buffer.Length - DataCount;
  }

  public void Clear()
  {
    DataCount = 0;
  }

  public void Clear(int count) // 清空指定大小的數(shù)據(jù)
  {
    if (count >= DataCount) // 如果需要清理的數(shù)據(jù)大于現(xiàn)有數(shù)據(jù)大小，則全部清理
    {
      DataCount = 0;
      DataStart = 0;
      DataEnd = 0;
    }
    else
    {
      if (DataStart + count >= Buffer.Length)
      {
        DataStart = (DataStart + count) - Buffer.Length;
      }
      else 
      {
        DataStart += count;
      }
      DataCount -= count;
    }
  }

  public void WriteBuffer(byte[] buffer, int offset, int count)
  {
    Int32 reserveCount = Buffer.Length - DataCount;
    if (reserveCount >= count)             // 可用空間夠使用
    {
      if (DataEnd + count < Buffer.Length)      // 數(shù)據(jù)沒到結(jié)尾
      {
        Array.Copy(buffer, offset, Buffer, DataEnd, count);
        DataEnd += count;
        DataCount += count;
      }
      else      // 數(shù)據(jù)結(jié)束索引超出結(jié)尾 循環(huán)到開始
      {
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("緩存重新開始....");
        Int32 overflowIndexLength = (DataEnd + count) - Buffer.Length;   // 超出索引長度
        Int32 endPushIndexLength = count - overflowIndexLength;       // 填充在末尾的數(shù)據(jù)長度
        Array.Copy(buffer, offset, Buffer, DataEnd, endPushIndexLength);
        DataEnd = 0;
        offset += endPushIndexLength;
        DataCount += endPushIndexLength;
        if (overflowIndexLength != 0)
        {
          Array.Copy(buffer, offset, Buffer, DataEnd, overflowIndexLength);
        }
        DataEnd += overflowIndexLength;                   // 結(jié)束索引
        DataCount += overflowIndexLength;                  // 緩存大小
      }
    }
    else 
    {
      // 緩存溢出，不處理
    }
  }

  public void ReadBuffer(byte[] targetBytes,Int32 offset, Int32 count) 
  {
    if (count > DataCount) throw new Exception("環(huán)形緩沖區(qū)異常，讀取長度大于數(shù)據(jù)長度");
    Int32 tempDataStart = DataStart;
    if (DataStart + count < Buffer.Length)
    {
      Array.Copy(Buffer, DataStart, targetBytes, offset, count);
    }
    else 
    {
      Int32 overflowIndexLength = (DataStart + count) - Buffer.Length;  // 超出索引長度
      Int32 endPushIndexLength = count - overflowIndexLength;       // 填充在末尾的數(shù)據(jù)長度
      Array.Copy(Buffer, DataStart, targetBytes, offset, endPushIndexLength);
      
      offset += endPushIndexLength;
      
      if (overflowIndexLength != 0)
      {
        Array.Copy(Buffer, 0, targetBytes, offset, overflowIndexLength);
      }
    }
  }


  public void WriteBuffer(byte[] buffer)
  {
    WriteBuffer(buffer, 0, buffer.Length);
  }

}

調(diào)用實(shí)例
生產(chǎn)

 int len = sConn.Receive(receiveBuffer, 0, receiveBuffer.Length, SocketFlags.None, out se);
if (len <= 0) throw new Exception("disconnect..");
if (len > 0)
{
  lock (LockReceiveBuffer)
  {
    while (len + receiveBufferManager.DataCount > MAX_BUFFER_LEN)    // 緩存溢出處理
    {
      Monitor.Wait(LockReceiveBuffer,10000);
    }
    receiveBufferManager.WriteBuffer(receiveBuffer, 0, len);
    Monitor.PulseAll(LockReceiveBuffer);
  }
}

消費(fèi)

 lock (LockReceiveBuffer)
{
  freame_byte = new byte[frameLen];
  receiveBufferManager.ReadBuffer(freame_byte, 0, frameLen);
  receiveBufferManager.Clear(frameLen);
｝

驗(yàn)證
TCP大數(shù)據(jù)連續(xù)測試一周沒出現(xiàn)問題內(nèi)存問題。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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