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(chēng)王”，韜光養晦，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(chēng)霸”的號召。

兩朝太祖都是百年一遇的政治家、軍事家，英雄所見(jiàn)略同，他們深知戰略?xún)涞牧α?，曉得唯有建設深厚的國家儲備，才不至于陣亡于暗暗長(cháng)夜而等不來(lái)那終將來(lái)臨的天光。

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

這些儲備平時(shí)躺在倉庫里睡大覺(jué)，還要付出長(cháng)期維護和定期更換的高昂成本，但是它們在關(guān)鍵時(shí)刻能救命，疫情連三月，呼吸機抵萬(wàn)金吶！當需求高峰期來(lái)時(shí)，這些平時(shí)沒(méi)啥用的儲備可以贏(yíng)得寶貴的時(shí)間，挽救脆弱的生命！

不過(guò)，立國不到三百年的美國人哪有這種歷史感悟？

通過(guò)建立“空間”縱深，以應對時(shí)間密集型的突發(fā)需求，拿空間換時(shí)間，這就是“儲備”的意義。

在程序員的世界里，這種儲備叫做“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)因為沒(méi)有使用儲備導致“數據丟失”的故事。

一

那正是天寒地凍的時(shí)節。

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

那樓里只亮著(zhù)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(chóng)時(shí)，沒(méi)錯，別看在下枯坐已久，但腦袋卻在轉個(gè)不停，在下正在對著(zhù)電腦屏幕找bug！

當時(shí)，項目組正在做一款藍牙娛樂(lè )設備，概而言之，這款設備插上U盤(pán)能放歌，接上藍牙能免提，連上手機還能用音頻流播放手機里的音樂(lè )。

現在說(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)設備的開(kāi)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(huà)和音樂(lè )播放，還有一顆藍牙單芯片處理和手機的藍牙通信，主要功能是把來(lái)電請求、通話(huà)狀態(tài)發(fā)給主控處理器，同時(shí)接收來(lái)自主控的接聽(tīng)/掛斷電話(huà)指令、音樂(lè )控制指令等。

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

在下不才，在里面負責藍牙單芯片的開(kāi)發(fā)。

二

如前所述，這兩顆單片機以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)，大多數人印象中的串口是RS232，它主要用于設備間的通信，而筆者這里是同一個(gè)設備電路中的通信，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(kāi)發(fā)人員的負擔，在下自告奮勇地承擔了協(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(kāi)始，我和負責主控芯片軟件開(kāi)發(fā)的李工一邊喝著(zhù)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)調通信，也是一切順利，萬(wàn)事大吉，直到突如其來(lái)的數據丟失把這種歲月靜好打成了滿(mǎn)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，獨獨剩下我和李工還在苦逼地寫(xiě)代碼。

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

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

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(zhù)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(zhù)斟酌的語(yǔ)氣開(kāi)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)丟數據呢！”

原來(lái)，從今天下午起，李工做通話(huà)管理那部分程序時(shí)，有時(shí)候得不到正確順序的數據。比方說(shuō)，手機來(lái)電話(huà)了，用戶(hù)直接在手機上接通了，藍牙芯片這邊本來(lái)會(huì )按順序發(fā)過(guò)來(lái)“來(lái)電請求、接通等待、接通通話(huà)”，可是有的時(shí)候，沒(méi)有“來(lái)電請求”就直接把“接通等待”這個(gè)報文發(fā)過(guò)來(lái)了。

而通話(huà)管理程序實(shí)際上是一個(gè)狀態(tài)機，按照這幾條報文跳轉通話(huà)狀態(tài)，現在報文次序不對，狀態(tài)機自然就亂套了。

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，是藍牙鏈路的射頻通信干擾了串口通信，導致報文里的數據出錯，按照李工的提議，應該修改串口通信協(xié)議，每條報文應該連發(fā)兩次，這樣才能保證出錯的幾率大大降低。

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

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

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(zhù)——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(shù)梢，寒風(fēng)在窗外咆哮，月亮很孤單，我也很孤單。

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

是的，“嚴于律人、寬以待己”的我可沒(méi)覺(jué)得自己有哪里不對，‘通信協(xié)議有什么好改的？’我一邊在鼻尖哼著(zhù)氣，一邊看李工寫(xiě)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，然后在一個(gè)單獨的任務(wù)解析報文的，解析出一條完整的報文后，再根據報文的含義向其它相應的任務(wù)里發(fā)消息。

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

其實(shí)，當時(shí)我也不知道該怎么設置任務(wù)的優(yōu)先級，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)設置成最低的優(yōu)先級呢？

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

既如此，我釋然了。根本不是通信協(xié)議的事兒，而是報文一股腦地發(fā)過(guò)來(lái)時(shí)，主控這邊處理報文不及時(shí)，導致“來(lái)電請求”報文還沒(méi)解析完時(shí)，其中的數據就被破壞了。

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

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

四

歲月如水，撥動(dòng)著(zhù)墻上的鐘表指針，也撥動(dòng)著(zhù)我的心弦。

看著(zhù)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(zhù)把這一輩子過(guò)完；水杯，喝一口少一口，可是我們并不想著(zhù)一口氣喝光。壽命、水杯都是一種緩沖型的容器，讓我們可以安步當車(chē)，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)期內來(lái)了好幾條報文，也不妨礙我們一條一條地處理了！

開(kāi)了竅的我，帶著(zhù)興奮的心情，在李工的代碼里實(shí)現了一個(gè)環(huán)形緩沖器。拿出512個(gè)字節，開(kāi)個(gè)數組，建立兩個(gè)索引，分別標記讀取位置和寫(xiě)入位置，這些索引到了512后自動(dòng)歸零。剛開(kāi)始時(shí)，自然是寫(xiě)入索引大于讀取索引，數據就這樣魚(yú)貫而入魚(yú)貫而出。

慢慢地，只要寫(xiě)入索引的回零次數不大于（讀取索引回零次數+1），即使出現了數據堆積，只要假以時(shí)間，也能準確無(wú)誤地把數據消費完。而一旦出現寫(xiě)入索引回零次數大于讀取索引回零次數+1，就表示數據出現了溢出，此時(shí)調大緩沖區的大小即可。

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，對著(zhù)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！