RT-Thread-【2024-RSOC】RTT-DAY3 IPCRT-Thread问答社区

【2024-RSOC】RTT-DAY3 IPC

发布于 2024-08-04 12:54:11 浏览：118 订阅该版

[tocm]

## 信号量
信号量一般分为三种：
互斥信号量:用于解决互斥问题。它比较特殊，可能会引起优先级反转问题
二值信号量:用于解决同步问题。
计数信号量:用于解决资源计数问题。
## 二值信号量
二值信号量主要用于 线程与线程之间、线程与中断服务程序(ISR) 之间的同步。
用于同步的二值信号量初始值为0，表示同步事件尚未产生；
线程获取信号量以等待该同步事件的发生；
另一个任务或 ISR 到达同步点时，释放信号量（将其值设置为1）表示同步事件已发生，唤醒等待的任务。
## 互斥信号量
互斥量又叫相互排斥的信号量，是一种特殊的二值信号量。它和信号量不同的是，它支持：
互斥量所有权；
递归访问;
防止优先级翻转的特性。
## 死锁
这个解释起来有点复杂，简单的解释例子就是两个线程互相等着对方给自己资源,于是造成了死锁。
## 临界区
临界区的资源在同一时间内只能被一个线程使用，所以一旦临界资源被占用，其他的线程只能等待
举例子，全局变量被一个线程访问了就无法被其他线程使用
## 线程阻塞
当资源被线程占用，其他线程无法执行就叫线程阻塞
a线程执行完后通知b线程，期间b线程也能继续运行的情况叫非阻塞式线程
## 消息队列
在实际应用中我们常常遇到一些任务需要和其他任务之间进行数据交流，其实就是不同任
务之间的消息传递。在一般的裸机系统中可以通过全局变量来实现不同应用程序之间的数据交互和消息传递。在操作系统中为了更好的管理不同任务之间的消息传递我们引入消息队列的概念。
消息队列，也就是将多条消息排成的队列形式，是一种常用的线程间通信方式
可以应用在多种场合，线程间的消息交换，使用串口接收不定长数据等。线程可以将一条或多条消息放到消息队列中，同样一个或多个线程可以从消息队列中获得消息；同时消息队列提供异步处理机制可以起到缓冲消息的作用。
使用消息队列实现线程间的异步通信工作，具有以下特性：
1. 支持读消息超时机制
2. 支持等待方式发送消息
3. 允许不同长度（不超过队列节点最大值）任意类型消息
4. 支持发送紧急消息
## 死锁
两个线程互相等着对方给自己资源,于是造成了死锁
```c
#include <board.h>#include <rtthread.h>#include <drv_gpio.h>#ifndef RT_USING_NANO#include <rtdevice.h>#endif /* RT_USING_NANO */#define THREAD_PRIORITY         25#define THREAD_TIMESLICE        5#define GPIO_LED_B    GET_PIN(F, 11)#define GPIO_LED_R    GET_PIN(F, 12)/* 指向信号量的指针 */static rt_sem_t dynamic_sem = RT_NULL;rt_align(RT_ALIGN_SIZE)static char thread1_stack[1024];static struct rt_thread thread1;static void rt_thread1_entry(void *parameter){    static rt_uint8_t count = 0;    rt_pin_mode(GPIO_LED_R, PIN_MODE_OUTPUT);    while(1)    {        if(count <= 100)        {            count++;        }        else            return;        /* count 每计数 10 次，就释放一次信号量 */         if(0 == (count % 10))        {            rt_kprintf("t1 release a dynamic semaphore.\n");            rt_sem_release(dynamic_sem);            rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_HIGH);            rt_thread_mdelay(500);            rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_LOW);            rt_thread_mdelay(500);        }    }}rt_align(RT_ALIGN_SIZE)static char thread2_stack[1024];static struct rt_thread thread2;static void rt_thread2_entry(void *parameter){    static rt_err_t result;    static rt_uint8_t number = 0;    rt_pin_mode(GPIO_LED_B, PIN_MODE_OUTPUT);    while(1)    {        /* 永久方式等待信号量，获取到信号量，则执行 number 自加的操作 */        result = rt_sem_take(dynamic_sem, RT_WAITING_FOREVER);        if (result != RT_EOK)        {            rt_kprintf("t2 take a dynamic semaphore, failed.\n");            rt_sem_delete(dynamic_sem);            return;        }        else        {            number++;            rt_kprintf("t2 take a dynamic semaphore. number = %d\n" ,number);            rt_sem_release(dynamic_sem);            rt_pin_write(GPIO_LED_B, PIN_HIGH);            rt_thread_mdelay(500);            rt_pin_write(GPIO_LED_B, PIN_LOW);            rt_thread_mdelay(500);        }    }}/* 信号量示例的初始化 */int semaphore_sample(void){    /* 创建一个动态信号量，初始值是 0 */    dynamic_sem = rt_sem_create("dsem", 0, RT_IPC_FLAG_PRIO);    if (dynamic_sem == RT_NULL)    {        rt_kprintf("create dynamic semaphore failed.\n");        return -1;    }    else    {        rt_kprintf("create done. dynamic semaphore value = 0.\n");    }    rt_thread_init(&thread1,                   "thread1",                   rt_thread1_entry,                   RT_NULL,                   &thread1_stack[0],                   sizeof(thread1_stack),                   THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);    rt_thread_startup(&thread1);    rt_thread_init(&thread2,                   "thread2",                   rt_thread2_entry,                   RT_NULL,                   &thread2_stack[0],                   sizeof(thread2_stack),                   THREAD_PRIORITY-1, THREAD_TIMESLICE);    rt_thread_startup(&thread2);    return 0;}/* 导出到 msh 命令列表中 */MSH_CMD_EXPORT(semaphore_sample, semaphore sample);int main(void){    return 0;}
```

## 获取信号量
```c
rt_err_t rt_sem_take (rt_sem_t sem, rt_int32_t time);
```

## 无等待获取信号量
```c
rt_err_t rt_sem_trytake(rt_sem_t sem);
```
## 释放信号量
```c
rt_err_t rt_sem_release(rt_sem_t sem);
```