使用boost asio从串口读取最新数据答案

【问题标题】：Reading the latest data from serial port using boost asio使用boost asio从串口读取最新数据
【发布时间】：2015-02-25 00:51:48
【问题描述】：

我有一些需要从串行设备读取的代码。它是一个轮询函数，以r 的速率调用。

设备以\r\n 分隔的行中输出数据，速度很快，大约为 100Hz。每当我轮询时，我都想读取整个串行缓冲区。我发现 boost::asio 很难做到这一点，因为它似乎没有为我提供 available() 函数。

我尝试的一种方法是使用read_until()，但这并不能解决我的问题，因为在read_until() 停止的\r\n 之后，缓冲区中可能有更新的数据。

我在读取缓冲区后尝试了consume()，但这仍然是一项黑客工作，直到我知道我已经从设备读取了最新数据。

有人对这个问题有什么建议吗？

【问题讨论】：

这是你必须照顾好自己的事情，boost::asio 并不认为\r\n 有那么特别。使用缓冲区。
@HansPassant 当然，我确实考虑过这一点，并使用了 read_until() 函数来处理它。但我在想的是，如果我使用 read_until()，它将从缓冲区堆栈的顶部读取。我想要最新的数据，因此将位于堆栈的底部。如何反转缓冲区？
在缓冲区清空之前不要补充缓冲区。串口驱动已经有接收缓冲区了。

标签： c++ boost serial-port boost-asio

【解决方案1】：

由于串行端口是作为流而不是随机访问句柄读取的，因此必须按照接收数据的顺序读取数据。鉴于这种行为，以下是获取最新数据的几个选项：

从流中读取，直到读取操作因超时而失败。虽然 Boost.Asio 既不提供非阻塞同步读取，也不提供串行 I/O 对象的超时读取，但可以使用异步读取和计时器来实现这一行为。 Boost.Asio 提供了一个超时集合examples。由于“\r\n”字符序列用于数据边界，请考虑使用async_read_until() 来尊重数据边界，而不必在应用程序代码中引入边界处理。如果进入率大于消耗率，则超时可能不是确定性的。
将串行端口的native_handle() 与系统特定调用一起使用，以确定可供读取的字节数。然后，制定一个读取策略，该策略使用可用的字节数来确定何时停止读取。请注意，可用字节数可能不会直接落在数据边界上。因此，应用程序将需要处理碎片。例如，可以async_read_until() 超时。但是，一旦使用了先前已知的可用字节数，就可以显式停止异步调用链。这为异步调用链提供了一个确定性的结束，即使进入率超过了消耗率。请查阅系统文档以确定如何查询可供读取的可用字节，但通常在 Linux 上为 ioctl(..., FIONREAD, ...)，在 Windows 上为 ClearCommError()。
将消费数据与串行端口分离并查询最近收到的数据。在职责分离的情况下，消费者线程将通过async_read_until() 调用链不断地从串行端口读取数据，并保存最近读取的数据。根据访问最新数据的方式，可能需要诸如互斥锁之类的同步机制来避免竞争条件。一种无需在读取串行端口后锁定的替代方法是使用未来/承诺，并将履行承诺的操作发布到运行async_read_until() 循环的同一链中。
如果数据以足够高的频率写入，在轮询中等待完整样本是可以接受的，那么可以flush the serial port's receive buffer，导致所有数据被丢弃。一旦被丢弃，就可以从串行端口读取，等待写入发生，从而产生最新的数据。由于刷新缓冲区可能会丢弃部分样本，因此可能需要读取到第二个数据边界以确保已读取完整的样本。

【讨论】：