Question

最近我需要比较两个uint数组（一个是volatile和其他非易失性），结果令人困惑，我不得不对易失性数组有所误解。

我需要从输入设备读取数组并将其写入局部变量，然后再将此数组与全局易失性数组进行比较。如果有任何差异，我需要将新的一个复制到全局一个并将新阵列发布到其他平台。代码就像打击一样：

#define ARRAYLENGTH 30
volatile uint8 myArray[ARRAYLENGTH];

void myFunc(void){
    uint8 shadow_array[ARRAYLENGTH],change=0;
    readInput(shadow_array);
    for(int i=0;i<ARRAYLENGTH;i++){
        if(myArray[i] != shadow_array[i]){
            change = 1;
            myArray[i] = shadow_array[i];
            }
        }
    if(change){
        char arrayStr[ARRAYLENGTH*4];
        array2String(arrayStr,myArray);
        publish(arrayStr);
        }
    }

但是，这不起作用，每次myFunc运行时，都会发布一条新消息，大部分与之前的消息相同。

所以我在代码中插入了一个日志行：

for(int i=0;i<ARRAYLENGTH;i++){
    if(myArray[i] != shadow_array[i]){
        change = 1;
        log("old:%d,new:%d\r\n",myArray[i],shadow_array[i]);
        myArray[i] = shadow_array[i];
        }
    }

我得到的日志如下：

old:0,new:0
old:8,new:8
old:87,new:87
...

由于解决bug是时间紧迫的，我解决了以下问题：

char arrayStr[ARRAYLENGTH*4];
char arrayStr1[ARRAYLENGTH*4];
array2String(arrayStr,myArray);
array2String(arrayStr1,shadow_array);
if(strCompare(arrayStr,arrayStr1)){
    publish(arrayStr1);
    }
}

但是，这种方法远非效率。如果有人有合理的解释，我想听听。

谢谢。

[更新自评论：]

对于易失性部分，全局数组必须是易失性的，因为其他线程正在访问它。

Answer 1

如果全局数组是易失性的，那么您的跟踪代码可能不准确：

for(int i=0;i<ARRAYLENGTH;i++){
    if(myArray[i] != shadow_array[i]){
        change = 1;
        log("old:%d,new:%d\r\n",myArray[i],shadow_array[i]);
        myArray[i] = shadow_array[i];
        }
    }

问题是比较行读取myArray[i]一次，但是日志消息再次读取它，并且因为它是易失性的，所以不能保证两个读取将给出相同的值。准确的记录技术将是：

for (int i = 0; i < ARRAYLENGTH; i++)
{
    uintu_t value;
    if ((value = myArray[i]) != shadow_array[i])
    {
        change = 1;
        log("old:%d,new:%d\r\n", value, shadow_array[i]);
        myArray[i] = shadow_array[i];
    }
}

这会复制比较中使用的值并报告。我的直觉是它不会显示出差异，但理论上它可以。

Answer 2

全局数组必须是易失性的，因为其他线程正在访问它

正如您“很好”地观察到声明数组volatile不是保护它免受不同线程的并发读/写访问的方法。

使用互斥锁。例如，通过将对“全局数组”的访问包装到锁定和解锁此互斥锁的函数中。然后只使用此函数来访问“全局数组”。

参考文献：

同样对于printf() unsigned个整数，请使用转化说明符u而不是d。

Answer 3

当变量（或数组）在当前程序执行流程之外可能更改时，应将其声明为volatile。这可能由并发线程或ISR发生。但是，如果只有一个实际编写它的人，而其他所有人都是jsut读者，那么实际的编写代码可能会将其视为不稳定的（即使没有办法告诉Compiler这样做）。

因此，如果比较功能是项目中唯一实际更改（更新）了gloal Array的点，则多次读取没有问题。可以使用（外部）知识来设计代码，尽管声明是可变的，但外部源不会进行任何更改。

但是，“读取器”确实知道变量（或数组内容）可能会更改并且不会缓冲其读取的内容（例如，通过将读取的vlaue存储在寄存器中以供进一步使用），但是数组内容仍然在阅读时可能会更改，并且整个信息可能会不一致。因此，建议使用互斥锁是一个好主意。但是，即使没有人从外面弄乱数组，它也无法解决比较循环失败的原始问题。

此外，我不知道为什么myArray仅在本地使用，并且通过发送指向ArrayStr的指针（这是指向非易失性char（数组）的指针）来声明为volatile。没有理由为什么myArray应该是易失的。实际上，根本没有任何理由存在：只需读入数据，创建一个临时调整，如果与原始调整不同，则替换旧字符串并发布它。好吧，始终构建字符串可能效率不高，但这会使代码短得多，并且显然可以正常工作。

static char arrayStr[ARRAYLENGTH*4]={};
char tempStr[ARRAYLENGTH*4];
array2String(tempStr,shadow_array);
if(strCompare(arrayStr,tempStr)){
    strCopy(arrayStr, tempStr);
    publish(arrayStr);
    }
}

将易失性数组与非易失性数组进行比较

3 个答案: