RingBuffer-理论篇RingBuffer(或Circular Buffer)是一个有边界的循环数据结构，用于在两

持续创作，加速成长！这是我参与「掘金日新计划 · 6 月更文挑战」的第1天，点击查看活动详情

RingBuffer(或Circular Buffer)是一个有边界的循环数据结构，用于在两个或多个线程之间缓冲数据。当我们继续写入到循环缓冲区时，它会在到达缓冲区末尾

环形缓冲区是使用一个固定大小的数组来实现的。除了数组还需要注意下面几个：

首先我们需要知道的是容量——缓冲区的固定最大大小。大小最好是 2^n ，通过位运算加快定位速度。同时我们需要两个两个单调递增的序列：

如果大小capacity是 2^n ,我们可以用以下方式映射序列和数组索引：

index = seq & (capacity-1)

如果是缓冲大小是任意值：

index = seq % capacity

运算操作将序列绕着边界进行包装，从而在缓冲区中派生出一个槽：

我们来看一下插入一个数据到RingBuffer

ringBuffer[++writer&(capacity-1)] = element

首先要将writer增加1，然后在插入数据。因为writer是从 -1 开始的。

获取一个数据：

element = ringBuffer[reader++&(capacity-1)]

当我们环绕数组时，我们将开始覆盖缓冲区中的数据。如果缓冲区已满，我们可以选择覆盖最旧的数据，而不管读取器是否已经使用它，或者防止覆盖尚未读取的数据。如果允许覆盖那么无需等待直接覆盖未读的数据，如果不能覆盖我们应该等待(阻塞/繁忙等待)，直到缓冲区有可用的槽。

如果缓冲区的大小等于它的容量，而缓冲区的大小等于未读元素的数量，则缓冲区已满：

size = writerIdex - readerIndex + 1 
size == capacity //如果为true容量满了，否则容量没满

如果读队列在写队列的后面，那么RingBuffer就没满，如果是writer和reader都是初始化状态或者两者的index相差0说明就是空的状态

环形缓冲区是一种高效的FIFO缓冲区。它使用一个固定大小的数组，可以预先分配，并允许高效的内存访问模式。所有的缓冲区操作的时间都是O(1)，包括消耗一个元素，因为它不需要移动元素。
另一方面，确定环缓冲区的正确大小也是至关重要的。例如，如果缓冲区大小不足，读取速度很慢，写操作可能会阻塞很长时间。我们可以使用动态分级，但它需要移动数据，我们将错过上面讨论的大多数优点。所有我们在实现的时候可以通过设置阈值去动态填充已经消耗掉的数据。
通过对缓冲大小的设置为 2^n 通过位运算能够进一步加快数据的插入和读取。

我是蚂蚁背大象，文章对你有帮助点赞关注我，文章有不正确的地方请您斧正留言评论~谢谢！