队列思考二

傷城~ 2022-05-30 20:11 102阅读 0赞

前面一片博客是队列的基础知识：[http://blog.csdn.net/wuhenyouyuyouyu/article/details/53939109][http_blog.csdn.net_wuhenyouyuyouyu_article_details_53939109]

这篇博客，就是对于队列的应用说出自己的想法，有不对的地方，希望大家批评指正。

队列其实就是一个先进先出的FIFO，提供了一组维护这个FIFO的服务集合。至于队列里面

放了什么东西，它并不关心。那么问题来啦？我们怎么去用这些队列提供的服务呢？有些

人可能会笑了，这还不简单，最典型的生产者-消费者模型，生产者不停的往队列里面放

东西，消费者不停的往外拿东西。这个是一对一的情况，如果是一个生产者对应多个消费者，

1对N的情况呢？这个时候，我们又该怎么处理？到了这里，我们是否应该思考下，如何去保

证队列的数据正确的分发给对应的消费者，每个消费者怎么做好对于全局资源（队列）的同步

访问。

我个人理解，为了解决上述问题，可以结合运用客户端-服务器模式和中介者模式。

首先来看看客户端/服务器模式，是站在什么角度看待问题：

每个消费者都是客户端，而队列是服务器，提供一些服务。客户端要做的事件就是根据

服务器提供的服务来搜索自己的数据(例如peek服务)，并且反馈给服务器搜索结果(没有找到

自己的数据-丢弃，找到自己的数据-出队，信息不足-保留等等)，服务器就是根据客户端的请

求来维护自己的数据，而数据的内容并不关心，甚至是不知道。

其次来看看中介者模式，是站在什么角度看待问题：

这里队列里的数据是公共资源，每个消费者都可以访问，那么就存在资源同步问题，如

果资源的同步让每个消费者去维护，并且分发消息，那么就要求每个消费者都可以通信，也就

是说每个消费者都是知道彼此的，这会导致逻辑的急剧复杂甚至有时候是不可能的，比如：某

两个客户端不能相互通信。那么这个时候把服务器看做中介者，由它去维护就简单的多了。

这里用队列去做了类比，其实不仅仅是队列，我们可以类比为我们提供了某种服务，并且

提供了维护服务，那么作为被服务方，只需要根据我提供的服务去做自己的事情，并且反馈给

我结果，由我来维护，至于服务里面的具体被包装的信息，我并不关心。用港口去做类比，我

感觉很恰到，作为港口的管理人员，不需要关心货物是什么，只需要关心货物到来-暂存，然后

交给对应的人员就可以。当然了，这里不涉及安全，如果要考虑安全，还需要我们自己去过滤，

把一些危险物品剔除掉。

2018.03.20 16:43

上面的文档提出了一个高度抽象的“协议解析引擎”，其作用就是有个协议解析core。那么用户

接口怎么用设计呢？

用不用把queue注册进来？为什么注册进来呢，是为了给core里面的对于队列的API使用。那么

问题来了，假如我操作的数据不是queue，是其它类型的数据；还有就是我们思考下，这个queue有

没有必要注册进去？我们思考下这个queue对于我的core有没有作用？答案是没有作用，因为它是

传给操作queue的API接口用的，我们的core依赖于具体的接口，对于struct queue没有要求。想到这点，

我们是否可以这么认为，我的core只需要用户提供的API接口即可，具体这个接口是怎么操作data struct

的，我们不关心。

到这里有人可能会说，需要四个API接口，这个需要费4个指针，为什么不extern API呢？我们可以定义

一个API接口的struct，然后初始化为const，最后把这个const struct的指针注册进来，这样就是一个指

针RAM。

2018.05.09 10.01

上节说道，把对于queue的操作API打包为一个const struct数据结构体，然后注册进来。对于所有用户服务

都是同一个queue的，即所有的用户服务都是使用同一套API，那么我可以把使用如下形式：

API接口：

![20180509100653679][]

服务链表：

![20180509100834637][]

核心服务：

![20180509100852267][]

核心服务里面有一个API接口合集，提供给所有的服务使用。那么我们思考如下，如果每个用户服务需要的

API都是不同的，怎么办？修改服务链表数据结构，增加一个API接口合集，然后修改注册服务API接口，增加

queue的API结构体变量，这样当协议解析引擎调用用户服务时候，就可以提供相应的API服务集合。

2018.05.24 18:20

最近一直在做多协议解析，要加入一个xmodem协议模块，因为RAM只有4K，因此我想把UART的接收队列

缓存开辟小一点（1K-xmodem数据长度=1k），但是编程中发现，这么做是不行的，队列缓存长度必须>=

最大协议包长，否则多协议解析就有问题。虽然是个很明显的结论，但是我确实刚刚想明白。哎，记录下吧。。。。。。

2018.06.14 09:31

对queue也使用了一段时间，对于它的的API接口设计做下总结吧，为什么设计这个接口，有什么作用，应用场景是什么。

bool init\_byte\_queue( byte\_queue\_t\* ptQueue,uint8\_t\* pchBuffer,uint16\_t hwSize)

这个接口必须保留，用于创建queue对象，同时做些初始化工作。

bool is\_queue\_empty( byte\_queue\_t\* ptQueue)

判断队列是否为空，我感觉意义不大，因为出队有反馈操作是否成功。

bool enqueue\_byte( byte\_queue\_t\* ptQueue,uint8\_t chInData)

入队一个字节操作，这个适用于想UART，SPI等基于单字节流的操作，如果是多字节流，应该增加一个enqueue\_bytes（称为块入）。应用场景，对于协议组包发送，一个协议帧可能包含多个不同属性的不同数据项，按照常规操作，我们一般都是用绝对偏移地址操作，这个效率更高；但是我们考虑后期的维护升级，增加一些数据项或者减少一些数据项，需要把后面的所有数据偏移地址重新计算，你想想是不是就很头大。。。。。。

bool dequeue\_byte( byte\_queue\_t\* ptQueue,uint8\_t\* pchOutData)

出队一个字节操作，这个适合于单一的出口，或者是单一协议解析。如果入队具有突发性，为了提高出队效率，可以增加一个

dequeue\_bytes和dequeue\_all\_bytes接口（称为块出）

bool apply\_semaphore\_queue( byte\_queue\_t\* ptQueue)  
bool release\_semaphore\_queue( byte\_queue\_t\* ptQueue)

对于queue资源的申请和释放(资源锁，或者叫互斥锁)，适合于多入的情景。举个例子，UART的发送队列，APP层需要把

发送数据拷贝到发送队列，但是发送数据长度大于发送队列，这个时候我们只能一部分一部分拷贝，假如我们拷贝了一分部数据，在等待的同时有其它任务也需要发送数据，如果没有互斥锁，数据流是乱的。对于单一入口场景，不需要考虑。

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);

这三个接口又有什么用呢？它们是为了配合多出口场景（多协议解析）使用，考虑下面的应用场景：UART的接收缓存里面存有多种格式的协议，每个协议对应于一个业务块，这个时候peek技术就派上用场了；对于单协议解析，意义不大。

2018.07.03 14:15

软件的模块化分为纵向和横向两个方面，横向就是相同类型不同功能的模块，像UART驱动，SPI驱动等；纵向是不同功能或者业务逻辑的模块，如：底层驱动层，OS层，上层业务逻辑层。再往小了看，同一个模块内的分层，横向看，就是提供给用户的不同的API接口；纵向看，就是提供给用户的API实现，调用了一些内部的static function，这些static函数是一个独立的功能函数，然后像搭积木一样，搭建一个更大的功能。

![70][]

[http_blog.csdn.net_wuhenyouyuyouyu_article_details_53939109]: http://blog.csdn.net/wuhenyouyuyouyu/article/details/53939109
[20180509100653679]: /images/20220531/b35e0c1caf6f485e919e6ec509719053.png
[20180509100834637]: /images/20220531/75400d5108d24147bd4ebc65bca86f45.png
[20180509100852267]: /images/20220531/257163f9588a46dbaec1882ac2a57869.png
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