リングバッファー

例えば、受信の機能を持った通信プログラムを想定する。

この時、例えばコマンドが一文ずつしか受信できない、つまりコマンドの処理が全て終わるまで次が受信できないのでは、高速処理が実現できない上に不便である。

電文の送信側から見ると、電文を送ったあと、その返信を受けるまで次の電文を送信出来ないことになり、処理が滞る。

理想的には、送受信されたデータは逐一バッファーに格納され、処理ごとに順番にそのバッファーから取り出せることが望ましい。さらに、一度読み出したデータは不要なので破棄され制御的に無効になることが求められ、また当然の要求として制御は高速簡潔でないとならない。

この目的を達成するため、リングバッファーが発案された。

バッファーは固定長で用意され、更に「読み出し用のポインター変数」と「書き込み用のポインター変数」を用意する。

書き込みは、現在の書き込みポインターからバッファーに書きはじめる。まず、書く前に次の書き込みポインターを求める。それが読み出しポインターと一致する場合は、既にバッファーは満タンであるので、書くことができない。一致しない場合はバッファーに余裕があるので、現在のポインターに書いたあと、書き込みポインターを、予め求めて置いた次の書き込みポインターとする。

読み出しは、読み出しポインターから順次読み出す。書き込みポインターと一致した時点で全てを読み終えたとして終了する。

書き込みポインター、読み出しポインター、いずれもバッファーの最後まで至った場合は、先頭のアドレスに戻す。これが、概念的にあたかも環であるかのようにして処理されるゆえんである。

かくして、「実際の領域」と「二つのポインター変数」のみで、決して溢れることの無いバッファー管理が実現できる。処理が簡単であるため、頻繁に利用されている。