RT-Thread-【2024-RSOC】DAY2多线程的学习和RTThread的组件学习分享RT-Thread问答社区

【2024-RSOC】DAY2多线程的学习和RTThread的组件学习分享

发布于 2024-07-23 19:02:42 浏览：211 订阅该版

[tocm]

### 关键词：

RTThread启动流程，idle线程，线程切换代码分析，实时操作系统，线程, utest, ulog。

### 实时操作系统

#### linux

linux是非实时操作系统，因为linux的调度系统是为了最大化系统的整体性能和公平性，Linux 的默认调度器试图平衡所有进程的需求，而实时系统则优先考虑具有严格时间约束的任务。

#### RTThread

RTT有三种版本

1. nano 给性能较弱，或者内存不多的单片机使用，除了内核只有一个finsh组件
2. 标准板 组件齐全，不需要重复在轮子，将组件抽象出来，更方便团队协作和代码规范化
3. Smart 给高性能的使用，对标linux

### RTThread启动流程

![a1992662197db6b981a36dd150b62ae0.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240723/5c3d78e51d111706498b97f7c879a94e.png.webp)

#### 启动流程

系统启动入口：RT-Thread 规定的统一启动入口是 rtthread_startup() 函数。不同的平台和编译器可能会有不同的启动文件和入口点，但最终都会调用这个函数。

硬件初始化：在 rtthread_startup() 函数中首先进行的是硬件的初始化，并且关闭了系统的中断，防止中断影响初始化的系统

系统堆初始化：硬件初始化之后，系统会初始化系统堆，这是为应用程序和其他软件组件提供内存分配的基础。如果启动finsh的话，在此处会初始化串口

打印版本信息：系统会打印出 RT-Thread 的版本信息，这对于调试和确认系统状态很有帮助。

定时器初始化：系统时钟是操作系统调度的基础，因此定时器初始化是紧接着进行的步骤。

调度器初始化：调度器是操作系统的核心组件之一，负责管理线程的执行顺序和时间。

信号初始化：如果系统配置了信号支持，这一步会初始化信号相关的机制。

创建 main 线程：操作系统会创建一个用户级的 main 线程，这个线程将承载用户的应用程序代码。

定时器线程初始化：如果系统需要定时器线程来处理定时任务，这一步会进行初始化。

空闲线程初始化：空闲线程是操作系统在没有其他线程可执行时运行的线程，通常执行一些低优先级的任务或者系统维护操作。

启动调度器：一旦调度器启动，系统将根据优先级等调度策略开始调度线程的执行。

用户入口函数：最后，系统会跳转到用户定义的 main() 函数，用户可以在该函数中编写自己的应用程序逻辑。

#### 观点

main()函数也是一个线程，main函数的优先级为10

### IDLE线程

1. idle线程的优先级最小，别的线程尽量不将优先级调整为最低，最低的优先级是给idle线程使用的
 	2. 永远为就绪态
 	3. idle主要是等其他的线程都挂起时，会调度到idle线程打扫战场，例如：
 	 	1. 回收资源，删除不在执行的线程
 	 	2. 可以进入钩子函数，钩子函数常用的作用功耗管理，喂狗等等
 	 	3. 钩子函数```rt_err_t rt_thread_idle_sethook(void (*hook)(void));```

### 线程

#### 线程状态

![image-20240723184337530.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240723/5a4f6f5fb061041a711104358d6e2ac9.png.webp)

线程有五种状态，可以在这五种状态中变化。

#### 优先级

当高优先级的线程就绪时，会抢占低优先级的线程，哪怕低优先级的线程在运行状态时，只有高优先级挂起或者关闭后，才会继续低优先级代码的运行。

![image-20240723184646018.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240723/338dfe9fe43985db3e2f418d8d86527c.png.webp)

只有相同优先级的线程，会有时间片的概念，相同优先级的代码，会执行完对应的时间片后，让出CPU的使用权。

#### 错误码

![image-20240723184703329.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240723/0d868b3385d642b6028279871ce9c0b2.png.webp)

#### 线程的创建

#####　动态线程

初始化

```c
rt_thread_create(const char *name,                  //线程名称
                 void (*entry)(void *parameter),    //线程的入口函数
                 void       *parameter,             //入口函数的参数指针
                 rt_uint32_t stack_size,            //线程堆栈的大小
                 rt_uint8_t  priority,              //线程优先级
                 rt_uint32_t tick)                  //线程调度的时间片大小
```

删除

```c
rt_thread_delete(rt_thread_t thread) 
```

##### 静态线程

初始化

```c
rt_thread_init(struct rt_thread *thread,          //线程控制块指针
               const char       *name,            //线程名称
               void (*entry)(void *parameter),    //线程的入口函数
               void             *parameter,       //入口函数的参数指针
               void             *stack_start,     //线程堆栈的起始地址
               rt_uint32_t       stack_size,      //线程堆栈的大小
               rt_uint8_t        priority,        //线程的优先级
               rt_uint32_t       tick)            //线程调度的时间片大小
```

启动

```c
rt_thread_startup(rt_thread_t thread)
```

##### 优缺点

静态创建线程是在编译时就确定了线程的数量和属性，将线程的控制块和堆栈空间预分配好，然后在系统初始化时创建。静态创建线程的优点是创建速度快，不会产生动态内存分配的开销，适用于线程数量确定且固定的应用场景。并且在编译时容易察觉是否出现溢出的问题。
动态创建线程是在运行时根据需要动态地创建线程，可以根据不同的应用场景动态地调整线程的数量和属性。动态创建线程的优点是灵活性高，可以根据系统负载情况动态地创建或销毁线程，适用于线程数量不确定或者需要动态调整的应用场景。

#### utest

RTT官方出的一个测试组件，可以系统快速的给程序进行各种测试

#### ulog

方便小巧的日志系统，有多种输出方式，串口，网口，屏幕等等，并且可以输出日志的类型，错误，警告等，还可以输出不同的颜色

效果图：

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240723/d687ee0112d5f43ec9939a1420012414.png.webp)