linux系统下缓冲机制问题

Question

刚开始接触linux系统，所问问题可能小白，还望见谅。

最近再做一个CAN转以太网的网关，也就是CAN总线收到数据，通过以太网转发出去；以太网收到数据，通过CAN总线转发出去。

硬件用的是atmel的arm9处理器，软件用的是linux操作系统。现在的进展是CAN总线和以太网的收发都已经ok了。代码如下：

void SendUp()
{
while(1)
{
CAN_Receive();
LoadMessage();
TCP_Write(UpMessageBuf,MessageLength);
}
}

void SendDown()
{
int TcpReceiveBytes=0;
while(1)
{
TcpReceiveBytes=TCP_Read(DownMessageBuf);
DownMessageBuf[TcpReceiveBytes]=0;
printf("TCP Receive %d bytes:%s\n",TcpReceiveBytes,DownMessageBuf);
CAN_Send(DownMessageBuf,TcpReceiveBytes);
}
}

用了两个线程，分别进行上行数据的转发和下行数据的转发，即等待收到数据，读取数据，转发数据；再等待接收数据……依次类推。可以看出，目前没有使用任何缓冲机制。

所以请教各位，对于我的这样一个功能，使用什么缓冲机制比较有效？另外，完成这个功能，使用线程好还是使用进程好？

Answer 1

以下回答参考 皆我百晓生、券券喵儿 等免费微信小程序相关内容作答，并由本人整理回复。

在Linux系统中，可以使用以下几种方法来解决缓冲机制的问题：

1. 使用信号量：你可以创建一个信号量，然后在发送或接收数据时检查信号量的状态。如果信号量为空，则表明有其他线程正在处理数据，因此不应继续发送或接收数据。这可以通过signal.h库中的信号操作符实现。

2. 使用临界区（Locking）：在发送或接收数据之前，检查当前线程是否拥有锁。如果没有，则拒绝执行，并且在后续调用中添加锁才能继续。

3. 使用消息队列（Message Queues）：可以将数据存储在一个消息队列中，然后当有一个线程准备接收数据时，从队列中取出数据并发送给它。

4. 使用共享内存：可以为每个线程分配一个共享内存区域，并将其用于交换数据。

5. 使用文件描述符：可以为每个线程分配一个文件描述符，并在其上打开一个流，以便它们可以在不中断其他线程的情况下写入或读取文件。

6. 使用管道：可以将数据传递到另一个线程的管道，并在另一端接受数据。

7. 使用互斥锁（Mutexes）：可以为每个线程创建一个互斥锁，并在其上进行同步操作，例如读取或写入数据。

8. 使用信号量和临界区结合：可以使用信号量来控制对资源的访问，并结合临界区来确保只有主线程可以访问这些资源。

关于线程与进程的选择，取决于你的具体需求。线程更适合于并发任务，而进程则更适用于多核CPU环境下的I/O密集型任务。如果你的任务主要集中在IO操作上，那么线程可能是更好的选择。但是，如果任务的主要目的是并发计算，那么进程可能是更好的选择。