Кільцевий буфер також відомий, як чергу або циклічний буфер і є поширеною формою черги. Це популярний, легко реалізований стандарт, і, хоча він представлений у вигляді кола, в базовому коді він є лінійним. Кільцева чергу існує як масив фіксованої довжини з двома покажчиками: один представляє початок черги, а інший – за хвіст. Недоліком методу є його фіксований розмір. Для черг, де елементи повинні бути додані або видалені в середині, а не тільки на початку і в кінці буфера, реалізація у вигляді зв’язаного списку є кращим підходом.
Теоретичні основи буфера
Користувачеві легше зробити вибір ефективної структури масивів після розуміння фундаментальної теорії. Циклічний буфер – структура даних, де масив обробляється і візуалізується у вигляді циклів, тобто індекси повертаються до 0 після досягнення довжини масиву. Це робиться за допомогою двох покажчиків на масив: «head» і «tail». Коли дані додаються в буфер, покажчик заголовка переміщується вгору. Точно так само, коли вони віддаляються, то хвіст теж переміщається вгору. Визначення голови, хвоста, напрямки їх руху, місця запису і читання залежать від реалізації схеми.
Кругові буфери надмірно ефективно використовуються для вирішення проблем споживача. Тобто один потік виконання відповідає за виробництво даних, а інший – за споживання. У вбудованих пристроях з дуже низьким і середнім рівнем виробник представлений у форматі ISR (інформація, одержана від датчиків), а споживач – у вигляді основного циклу подій.
Особливістю циклічних буферів є те, що вони реалізуються без необхідності блокувань в середовищі одного виробника і одного споживача. Це робить їх ідеальним інформаційною структурою для вбудованих програм. Наступна відмінність – не існує точного способу диференціювання заповненого сектора від порожнього. Це тому, що в обох випадках голова зливається з хвостом. Є багато способів і обхідних шляхів, щоб впоратися з цим, але більшість з них вносять велику сплутаність і ускладнюють читабельність.
Ще одне питання, яке виникає щодо циклічного буфера. Потрібно скидати нові дані або перезаписувати існуючі, коли він заповнений? Фахівці стверджують, що немає явної переваги одного над іншим, а його реалізація залежить від конкретної ситуації. Якщо останні мають більше значимості для докладання, використовують метод перезапису. З іншого боку, якщо вони обробляються в режимі «першим прийшов – першим обслужений», то відкидають нові, коли кільцевий буфер заповнений.
