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**RingBuffer**, 这种结构实现起来只需要几行代码即可，但使用场景却很广泛，比如在Linux内核中网络数据包的缓存，系统日志的存储等多处使用过该结构。同时它也被广泛的应用于异步通信以及嵌入式设备中，提供高效的数据缓存读写操作。
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# 一、原理
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RingBufferr实现比较简单，基本上只需要一个数组结构，外加两个用于存储位置信息的变量即可。其中的数组采用固定大小容量，便于重用内存，不会出现动态内存不断分配和销毁的情况，这对于一些GC类编程语言来说，大幅减少了内存管理的成本。
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下面就是一个典型的RingBuffer图例，包含一个容量大小为6的数组，以及一个读和写指针。其中Write和Read用于管理读写的位置序列，读写开始后，不断增加该值来定位下一次的读写位置。（实际上由3个参数控制，读指针、写指针、容量）
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![[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9FSDlId2ljaHd6NVlpYVZoeWxzcWhWS05NaWJ0SkFpYlR1T2VYNFB5aWJQMU03TmRRd292TVZiVUxjZjVtckhqRHJ4dk1FbFdmd3dGaWE2TjZwTzZ4M0V6dXVVdy82NDA.png]]
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每次写数据：在Write对应位置写入新值，并向前移动对应的Write指针位置，如果遇到指针已经处于尾部，则移动到最开始位置，形成一个环形， 类似于双向链表。
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每次读取数据：在Read位置读取当前值，并移动Read位置，同样如果遇到已经到达尾部，则返回到最开始的初始位置。
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整个数据流的读写过程就是通过不断的操作Write和Read来实现数据的高效处理。
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# 二、读写操作实例
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通过一个简单的实例来介绍如何操作RingBuffer来管理数据： 首先初始化一个空的数组，并设置Read=0和Write=0， 图例中黄色代表已写入的数据，绿色代表已读取的数据，红色代表异常情况：
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（1） 写入三个元素分别是：1，2，3, 这时候读指针位置不变，写指针移动三个位置到索引为3的位置（数组索引位置从0开始）
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![[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9FSDlId2ljaHd6NVlpYVZoeWxzcWhWS05NaWJ0SkFpYlR1T2VYNFB5aWJQMU03TmRRd292TVZiVUxjZjVtckhqRHJ4dk1FbFdmd3dGaWE2TjZwTzZ4M0V6dXVVdy82NDA 1.png]]
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（2）读取一个元素，读指针移动一个位置，写指针不变，获取数据值1
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![[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9FSDlId2ljaHd6NVlpYVZoeWxzcWhWS05NaWJ0SkFpYlR1T2VYNFB5aWJQMU03TmRRd292TVZiVUxjZjVtckhqRHJ4dk1FbFdmd3dGaWE2TjZwTzZ4M0V6dXVVdy82NDA 2.png]]
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（3）继续写入四个元素，分别是：4，5，6，7， 其中4，5，6分别放入剩余的数组空缺中，但是7 由于已经没有位置可写，则从0开始覆盖原有写入1的位置。注意这里我们没有设置write=0,而是直接在原Write值上继续加1，我们取模size即可获得新的写入位置（取模后重新返回头部）。
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![[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9FSDlId2ljaHd6NVlpYVZoeWxzcWhWS05NaWJ0SkFpYlR1T2VYNFB5aWJQMU03TmRRd292TVZiVUxjZjVtckhqRHJ4dk1FbFdmd3dGaWE2TjZwTzZ4M0V6dXVVdy82NDA 3.png]]
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（4）当我们再次写入两个值：8，9的时候，由于与上一轮的Read发生了交叉，为了保证前后读写的顺序性，**我们需要同时移动读指针的位置，使得读位置总是指向最旧的数据**。
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![[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9FSDlId2ljaHd6NVlpYVZoeWxzcWhWS05NaWJ0SkFpYlR1T2VYNFB5aWJQMU03TmRRd292TVZiVUxjZjVtckhqRHJ4dk1FbFdmd3dGaWE2TjZwTzZ4M0V6dXVVdy82NDA 4.png]]
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（5）这时候如果读取两个数据，则读指针只需要按照当前序列向前移动两个位置即可，分别获得值4，5 代表了最早的数据项，假如上面我们没有移动读指针，则读取的可能会是最新数据。
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![[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9FSDlId2ljaHd6NVlpYVZoeWxzcWhWS05NaWJ0SkFpYlR1T2VYNFB5aWJQMU03TmRRd292TVZiVUxjZjVtckhqRHJ4dk1FbFdmd3dGaWE2TjZwTzZ4M0V6dXVVdy82NDA 5.png]]
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（6）如果我们这时候读取速度加快，假如读取5个值，可成功读取6，7，8，9，当读取到4值的时候由于此时，读写位置重叠（读数据不能超过写数据的位置，否则重复读取的问题），无法进一步读取数据。退出读取流程。
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![[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9FSDlId2ljaHd6NVlpYVZoeWxzcWhWS05NaWJ0SkFpYlR1T2VYNFB5aWJQMU03TmRRd292TVZiVUxjZjVtckhqRHJ4dk1FbFdmd3dGaWE2TjZwTzZ4M0V6dXVVdy82NDA 6.png]] |
