佇列思考二

前面一片部落格是佇列的基礎知識：http://blog.csdn.net/wuhenyouyuyouyu/article/details/53939109

       這篇部落格，就是對於佇列的應用說出自己的想法，有不對的地方，希望大家批評指正。

佇列其實就是一個先進先出的FIFO，提供了一組維護這個FIFO的服務集合。至於佇列裡面

放了什麼東西，它並不關心。那麼問題來啦？我們怎麼去用這些佇列提供的服務呢？有些

人可能會笑了，這還不簡單，最典型的生產者-消費者模型，生產者不停的往佇列裡面放

東西，消費者不停的往外拿東西。這個是一對一的情況，如果是一個生產者對應多個消費者，

1對N的情況呢？這個時候，我們又該怎麼處理？到了這裡，我們是否應該思考下，如何去保

證佇列的資料正確的分發給對應的消費者，每個消費者怎麼做好對於全域性資源（佇列）的同步

訪問。

       我個人理解，為了解決上述問題，可以結合運用客戶端-伺服器模式和中介者模式。

首先來看看客戶端/伺服器模式，是站在什麼角度看待問題：

       每個消費者都是客戶端，而佇列是伺服器，提供一些服務。客戶端要做的事件就是根據

伺服器提供的服務來搜尋自己的資料(例如peek服務)，並且反饋給伺服器搜尋結果(沒有找到

自己的資料-丟棄，找到自己的資料-出隊，資訊不足-保留等等)，伺服器就是根據客戶端的請

求來維護自己的資料，而資料的內容並不關心，甚至是不知道。

其次來看看中介者模式，是站在什麼角度看待問題：

       這裡佇列裡的資料是公共資源，每個消費者都可以訪問，那麼就存在資源同步問題，如

果資源的同步讓每個消費者去維護，並且分發訊息，那麼就要求每個消費者都可以通訊，也就

是說每個消費者都是知道彼此的，這會導致邏輯的急劇複雜甚至有時候是不可能的，比如：某

兩個客戶端不能相互通訊。那麼這個時候把伺服器看做中介者，由它去維護就簡單的多了。

      這裡用佇列去做了類比，其實不僅僅是佇列，我們可以類比為我們提供了某種服務，並且

提供了維護服務，那麼作為被服務方，只需要根據我提供的服務去做自己的事情，並且反饋給

我結果，由我來維護，至於服務裡面的具體被包裝的資訊，我並不關心。用港口去做類比，我

感覺很恰到，作為港口的管理人員，不需要關心貨物是什麼，只需要關心貨物到來-暫存，然後

交給對應的人員就可以。當然了，這裡不涉及安全，如果要考慮安全，還需要我們自己去過濾，

把一些危險物品剔除掉。

2018.03.20  16:43

    上面的文件提出了一個高度抽象的“協議解析引擎”，其作用就是有個協議解析core。那麼使用者

介面怎麼用設計呢？

    用不用把queue註冊進來？為什麼註冊進來呢，是為了給core裡面的對於佇列的API使用。那麼

問題來了，假如我操作的資料不是queue，是其它型別的資料；還有就是我們思考下，這個queue有

沒有必要註冊進去？我們思考下這個queue對於我的core有沒有作用？答案是沒有作用，因為它是

傳給操作queue的API介面用的，我們的core依賴於具體的介面，對於struct queue沒有要求。想到這點，

我們是否可以這麼認為，我的core只需要使用者提供的API介面即可，具體這個介面是怎麼操作data struct

的，我們不關心。

    到這裡有人可能會說，需要四個API介面，這個需要費4個指標，為什麼不extern API呢？我們可以定義

一個API介面的struct，然後初始化為const，最後把這個const struct的指標註冊進來，這樣就是一個指

針RAM。

2018.05.09  10.01

上節說道，把對於queue的操作API打包為一個const struct資料結構體，然後註冊進來。對於所有使用者服務

都是同一個queue的，即所有的使用者服務都是使用同一套API，那麼我可以把使用如下形式：

API介面：

服務連結串列：

核心服務：

核心服務裡面有一個API介面合集，提供給所有的服務使用。那麼我們思考如下，如果每個使用者服務需要的

API都是不同的，怎麼辦？修改服務連結串列資料結構，增加一個API介面合集，然後修改註冊服務API介面，增加

queue的API結構體變數，這樣當協議解析引擎呼叫使用者服務時候，就可以提供相應的API服務集合。

2018.05.24 18:20

最近一直在做多協議解析，要加入一個xmodem協議模組，因為RAM只有4K，因此我想把UART的接收佇列

快取開闢小一點（1K-xmodem資料長度=1k），但是程式設計中發現，這麼做是不行的，佇列快取長度必須>=

最大協議包長，否則多協議解析就有問題。雖然是個很明顯的結論，但是我確實剛剛想明白。哎，記錄下吧。。。。。。

2018.06.14 09:31

對queue也使用了一段時間，對於它的的API介面設計做下總結吧，為什麼設計這個介面，有什麼作用，應用場景是什麼。

bool    init_byte_queue(            byte_queue_t*   ptQueue,uint8_t*    pchBuffer,uint16_t  hwSize)

這個介面必須保留，用於建立queue物件，同時做些初始化工作。

bool    is_queue_empty(             byte_queue_t*   ptQueue)

判斷佇列是否為空，我感覺意義不大，因為出隊有反饋操作是否成功。

bool    enqueue_byte(               byte_queue_t*   ptQueue,uint8_t     chInData)

入隊一個位元組操作，這個適用於想UART，SPI等基於單位元組流的操作，如果是多位元組流，應該增加一個enqueue_bytes（稱為塊入）。應用場景，對於協議組包傳送，一個協議幀可能包含多個不同屬性的不同資料項，按照常規操作，我們一般都是用絕對偏移地址操作，這個效率更高；但是我們考慮後期的維護升級，增加一些資料項或者減少一些資料項，需要把後面的所有資料偏移地址重新計算，你想想是不是就很頭大。。。。。。

bool    dequeue_byte(               byte_queue_t*   ptQueue,uint8_t*    pchOutData)

出隊一個位元組操作，這個適合於單一的出口，或者是單一協議解析。如果入隊具有突發性，為了提高出隊效率，可以增加一個

dequeue_bytes和dequeue_all_bytes介面（稱為塊出）

bool    apply_semaphore_queue(      byte_queue_t*   ptQueue)
bool    release_semaphore_queue(    byte_queue_t*  ptQueue)

對於queue資源的申請和釋放(資源鎖，或者叫互斥鎖)，適合於多入的情景。舉個例子，UART的傳送佇列，APP層需要把

傳送資料拷貝到傳送佇列，但是傳送資料長度大於傳送佇列，這個時候我們只能一部分一部分拷貝，假如我們拷貝了一分部資料，在等待的同時有其它任務也需要傳送資料，如果沒有互斥鎖，資料流是亂的。對於單一入口場景，不需要考慮。

bool    peek_byte_queue(            byte_queue_t*   ptQueue,uint8_t*    pchPeekData);
bool    get_all_peeked_byte_queue(  byte_queue_t*   ptQueue);

bool    reset_peek_byte_queue(      byte_queue_t*   ptQueue);

這三個介面又有什麼用呢？它們是為了配合多出口場景（多協議解析）使用，考慮下面的應用場景：UART的接收快取裡面存有多種格式的協議，每個協議對應於一個業務塊，這個時候peek技術就派上用場了；對於單協議解析，意義不大。

2018.07.03 14:15

軟體的模組化分為縱向和橫向兩個方面，橫向就是相同型別不同功能的模組，像UART驅動，SPI驅動等；縱向是不同功能或者業務邏輯的模組，如：底層驅動層，OS層，上層業務邏輯層。再往小了看，同一個模組內的分層，橫向看，就是提供給使用者的不同的API介面；縱向看，就是提供給使用者的API實現，呼叫了一些內部的static function，這些static函式是一個獨立的功能函式，然後像搭積木一樣，搭建一個更大的功能。