自從用上緩沖，通信不再破功

元朝末年，黃河泛濫，瘟疫流行，加之官僚腐敗，漸至于民不聊生，老百姓為了活命只得揭竿而起。一時(shí)間，風(fēng)云變幻，狼煙四起。在一眾草莽英雄中，朱元璋采納謀士朱升的九字真言：“深挖洞、廣積糧、緩稱王”，韜光養(yǎng)晦，積蓄力量，最終定鼎天下，平定四方。

再后來(lái)，中蘇交惡時(shí)期，毛主席也振聾發(fā)聵地提出“深挖洞、廣積糧、不稱霸”的號(hào)召。

兩朝太祖都是百年一遇的政治家、軍事家，英雄所見略同，他們深知戰(zhàn)略儲(chǔ)備的力量，曉得唯有建設(shè)深厚的國(guó)家儲(chǔ)備，才不至于陣亡于暗暗長(zhǎng)夜而等不來(lái)那終將來(lái)臨的天光。

就拿現(xiàn)在來(lái)說(shuō)吧，我輩吃瓜群眾有福氣，可以好整以暇地看美國(guó)各個(gè)州的州長(zhǎng)和特朗普在推特上罵來(lái)罵去地打嘴炮，其實(shí)這還不是因?yàn)槊绹?guó)聯(lián)邦政府儲(chǔ)備的醫(yī)療物資消耗殆盡，沒(méi)有應(yīng)急的儲(chǔ)備造成的？

這些儲(chǔ)備平時(shí)躺在倉(cāng)庫(kù)里睡大覺(jué)，還要付出長(zhǎng)期維護(hù)和定期更換的高昂成本，但是它們?cè)陉P(guān)鍵時(shí)刻能救命，疫情連三月，呼吸機(jī)抵萬(wàn)金吶！當(dāng)需求高峰期來(lái)時(shí)，這些平時(shí)沒(méi)啥用的儲(chǔ)備可以贏得寶貴的時(shí)間，挽救脆弱的生命！

不過(guò)，立國(guó)不到三百年的美國(guó)人哪有這種歷史感悟？

通過(guò)建立“空間”縱深，以應(yīng)對(duì)時(shí)間密集型的突發(fā)需求，拿空間換時(shí)間，這就是“儲(chǔ)備”的意義。

在程序員的世界里，這種儲(chǔ)備叫做“緩沖”。今天，筆者就跟大家分享一個(gè)多年前發(fā)生在自己身上的案例，一個(gè)因?yàn)闆](méi)有使用儲(chǔ)備導(dǎo)致“數(shù)據(jù)丟失”的故事。

一

那正是天寒地凍的時(shí)節(jié)。

窗外狂風(fēng)席卷，人影難覓，只有一面冷颼颼的月亮像瑤臺(tái)的鏡子，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地掛在云端。那天，甚是高遠(yuǎn)，似穹廬，籠蓋在一座小樓的上方。

那樓里只亮著一盞燈，亮燈的房間里只有一個(gè)人。

天高云淡，這個(gè)房間很孤單，這個(gè)人也很孤單。

這個(gè)人，就是在下！

月黑風(fēng)高夜，正是捉蟲時(shí)，沒(méi)錯(cuò)，別看在下枯坐已久，但腦袋卻在轉(zhuǎn)個(gè)不停，在下正在對(duì)著電腦屏幕找bug！

當(dāng)時(shí)，項(xiàng)目組正在做一款藍(lán)牙娛樂(lè)設(shè)備，概而言之，這款設(shè)備插上U盤能放歌，接上藍(lán)牙能免提，連上手機(jī)還能用音頻流播放手機(jī)里的音樂(lè)。

現(xiàn)在說(shuō)來(lái)這些都不算啥，但是在十余年前，那可算是個(gè)新概念。

這個(gè)設(shè)備的開發(fā)采用了雙處理器方案，概而言之，一顆主控處理器處理人機(jī)接口，主要功能是以按鍵和顯示屏的方式管理播放列表、通話和音樂(lè)播放，還有一顆藍(lán)牙單芯片處理和手機(jī)的藍(lán)牙通信，主要功能是把來(lái)電請(qǐng)求、通話狀態(tài)發(fā)給主控處理器，同時(shí)接收來(lái)自主控的接聽/掛斷電話指令、音樂(lè)控制指令等。

主控處理器是個(gè)32位的單片機(jī)，藍(lán)牙芯片選用CSR集成了藍(lán)牙基帶的單芯片，兩者通過(guò)SCI接口進(jìn)行通信。

在下不才，在里面負(fù)責(zé)藍(lán)牙單芯片的開發(fā)。

二

如前所述，這兩顆單片機(jī)以SCI接口進(jìn)行通信。為了更順口一些，還是說(shuō)串口吧，只不過(guò)，大多數(shù)人印象中的串口是RS232，它主要用于設(shè)備間的通信，而筆者這里是同一個(gè)設(shè)備電路中的通信，沒(méi)有走RS232電平，直接走TTL電平。

有串口通信就有通信協(xié)議，為了減輕主控開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，在下自告奮勇地承擔(dān)了協(xié)議的制定工作，卻不成想，這倒成了我后來(lái)“背鍋”的原因。

剛開始，我和負(fù)責(zé)主控芯片軟件開發(fā)的李工一邊喝著茶水磨牙拌嘴，一邊“你打你的，我打我的”地加班加點(diǎn)，偶有串口聯(lián)調(diào)通信，也是一切順利，萬(wàn)事大吉，直到突如其來(lái)的數(shù)據(jù)丟失把這種歲月靜好打成了滿地狼藉。

那是將要起風(fēng)的一天傍晚，同事們都各自歸家，游戲人間煙火去了，獨(dú)獨(dú)剩下我和李工還在苦逼地寫代碼。

北島說(shuō)：如果你是一條船，漂泊就是你的命運(yùn)，可別靠岸。領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)：如果你是一個(gè)工程師，加班就是你的命運(yùn)，可別想著早下班。

想著那些早下班的同事，我也想到一句話：哪里有什么歲月靜好，只不過(guò)我和李工在替你們負(fù)重前行！

辦公室里萬(wàn)籟俱靜，靜的有些出奇，李工在一旁眉頭緊鎖，間或捏著下巴頦子向我投來(lái)深情的一瞥，直讓人起雞皮疙瘩。我在一旁也打起了嘀咕，“這廝有事？”

果然，李工帶著斟酌的語(yǔ)氣開口了，“天雷君，你定的串口通信協(xié)議莫不是有問(wèn)題？感覺(jué)丟數(shù)據(jù)呢！”

原來(lái)，從今天下午起，李工做通話管理那部分程序時(shí)，有時(shí)候得不到正確順序的數(shù)據(jù)。比方說(shuō)，手機(jī)來(lái)電話了，用戶直接在手機(jī)上接通了，藍(lán)牙芯片這邊本來(lái)會(huì)按順序發(fā)過(guò)來(lái)“來(lái)電請(qǐng)求、接通等待、接通通話”，可是有的時(shí)候，沒(méi)有“來(lái)電請(qǐng)求”就直接把“接通等待”這個(gè)報(bào)文發(fā)過(guò)來(lái)了。

而通話管理程序?qū)嶋H上是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，按照這幾條報(bào)文跳轉(zhuǎn)通話狀態(tài)，現(xiàn)在報(bào)文次序不對(duì)，狀態(tài)機(jī)自然就亂套了。

問(wèn)題是顯然的，原因似乎也是呼之欲出的。按李工的說(shuō)法，是藍(lán)牙鏈路的射頻通信干擾了串口通信，導(dǎo)致報(bào)文里的數(shù)據(jù)出錯(cuò)，按照李工的提議，應(yīng)該修改串口通信協(xié)議，每條報(bào)文應(yīng)該連發(fā)兩次，這樣才能保證出錯(cuò)的幾率大大降低。

那時(shí)我還年輕，慣于把別人甩的鍋?zhàn)杂X(jué)地戴在自己頭上。于是，我默默地收起內(nèi)心的驕傲，采納了他的意見。

不曾想，待我把報(bào)文發(fā)送改成連發(fā)兩次后，問(wèn)題出現(xiàn)的幾率似乎更高了??！

于是，李工給我判了刑，要求大改通信協(xié)議，然后就拂袖回家了。

三

我嘗遍世間冷暖炎涼，但依然愿在薄情的世界里深情地活著——這才是生活。

李工走后，偌大的辦公室只剩下我一個(gè)人了。

月亮漸漸爬上樹梢，寒風(fēng)在窗外咆哮，月亮很孤單，我也很孤單。

我孤獨(dú)地看著李工留給我的代碼，在這蕭殺的寂靜里，捕捉著不知藏身何處的bug。

是的，“嚴(yán)于律人、寬以待己”的我可沒(méi)覺(jué)得自己有哪里不對(duì)，‘通信協(xié)議有什么好改的？’我一邊在鼻尖哼著氣，一邊看李工寫的代碼。

在李工的程序里，是通過(guò)中斷接收串口發(fā)送的字節(jié)，然后在一個(gè)單獨(dú)的任務(wù)解析報(bào)文的，解析出一條完整的報(bào)文后，再根據(jù)報(bào)文的含義向其它相應(yīng)的任務(wù)里發(fā)消息。

我看了看李工為串口報(bào)文解析任務(wù)設(shè)定的優(yōu)先級(jí)，居然是最低的！

其實(shí)，當(dāng)時(shí)我也不知道該怎么設(shè)置任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，但是，聯(lián)想到之前李工指控我通信協(xié)議有問(wèn)題的情景，我就是覺(jué)得：怎么能夠把這么‘重要’的任務(wù)設(shè)置成最低的優(yōu)先級(jí)呢？

我一邊在鼻孔哼著氣，一邊改了任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。三下五除二，再調(diào)試一把，還別說(shuō)，果然好多了，測(cè)了好幾遍，沒(méi)問(wèn)題！

既如此，我釋然了。根本不是通信協(xié)議的事兒，而是報(bào)文一股腦地發(fā)過(guò)來(lái)時(shí)，主控這邊處理報(bào)文不及時(shí)，導(dǎo)致“來(lái)電請(qǐng)求”報(bào)文還沒(méi)解析完時(shí)，其中的數(shù)據(jù)就被破壞了。

于是，我恍然了。任務(wù)優(yōu)先級(jí)設(shè)置不同，會(huì)導(dǎo)致這么明顯的差異，這實(shí)際上也給我敲響了警鐘：任務(wù)優(yōu)先級(jí)不要隨便動(dòng)！

可是，我又再度默然了。我這么貿(mào)然地改了優(yōu)先級(jí)，是不是可能會(huì)有很多其它功能出現(xiàn)莫名其妙的故障呢？于是，我一個(gè)激靈，默默地把優(yōu)先級(jí)改了回去。

四

歲月如水，撥動(dòng)著墻上的鐘表指針，也撥動(dòng)著我的心弦。

看著眼前剩下的半杯水，我生起了哲學(xué)的深思：“人生，過(guò)一天少一天，可是我們并不急著把這一輩子過(guò)完；水杯，喝一口少一口，可是我們并不想著一口氣喝光。壽命、水杯都是一種緩沖型的容器，讓我們可以安步當(dāng)車，不疾不徐?！?/span>

那串口接收豈非也是如此？只要給它一個(gè)足夠的緩沖，即便短時(shí)期內(nèi)來(lái)了好幾條報(bào)文，也不妨礙我們一條一條地處理了！

開了竅的我，帶著興奮的心情，在李工的代碼里實(shí)現(xiàn)了一個(gè)環(huán)形緩沖器。拿出512個(gè)字節(jié)，開個(gè)數(shù)組，建立兩個(gè)索引，分別標(biāo)記讀取位置和寫入位置，這些索引到了512后自動(dòng)歸零。剛開始時(shí)，自然是寫入索引大于讀取索引，數(shù)據(jù)就這樣魚貫而入魚貫而出。

慢慢地，只要寫入索引的回零次數(shù)不大于（讀取索引回零次數(shù)+1），即使出現(xiàn)了數(shù)據(jù)堆積，只要假以時(shí)間，也能準(zhǔn)確無(wú)誤地把數(shù)據(jù)消費(fèi)完。而一旦出現(xiàn)寫入索引回零次數(shù)大于讀取索引回零次數(shù)+1，就表示數(shù)據(jù)出現(xiàn)了溢出，此時(shí)調(diào)大緩沖區(qū)的大小即可。

問(wèn)題就這么順利地解決了，自從用上了緩沖，后面的通信便沒(méi)有再破過(guò)功。

至于李工，他看完被我改造過(guò)的代碼，再次給我投來(lái)深情的一瞥。我回以嫣然一笑，對(duì)著他帥氣的臉龐吐出兩句詩(shī)：桃花潭水深千尺，不及我跟李工情吶！