20191012 （22） RT-Thread 线程间通信

偏执的太偏执、 2023-06-06 10:43 8阅读 0赞

#### 目的 ####

1 了解除了全局变量之外更加安全的通信方式

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#### 正文 ####

1 邮箱  
特点：开销低，效率高，非堵塞，可用于中断  
一个邮件大小是 4 个字节针对 32 bit处理系统，用于存储一个字节的大小

对于收 / 发线程而言，可以选择挂起等待或则直接返回，直到由邮箱唤醒

> rt\_mailbox 对象从 rt\_ipc\_object 中派生，由 IPC 容器所管理  
> 邮箱控制块是操作系统用于管理邮箱的数据结构 rt\_mailbox\_t

struct rt_mailbox
    { 
        struct rt_ipc_object parent; rt_uint32_t* msg_pool; /* 邮箱缓冲区的开始地址 */ 
        rt_uint16_t size; /* 邮箱缓冲区的大小 */ 
        rt_uint16_t entry; /* 邮箱中邮件的数目 */ 
        rt_uint16_t in_offset, out_offset; /* 邮箱缓冲的进出指针 */ 
        rt_list_t suspend_sender_thread; /* 发送线程的挂起等待队列 */ 
    }; 
    typedef struct rt_mailbox* rt_mailbox_t;

结构部分依旧  
控制方式与之前一样

> 创建/初始化 rt\_mb\_create/init()  
> 获取 rt\_mb\_send/send\_wait()  
> 释放 rt\_mb\_recv()  
> 删除/脱离 rt\_mb\_delete/detach()

> 特别说明： 邮件进入方式  
>  RT\_IPC\_FLAG\_FIFO 先入先出  
> RT\_IPC\_FLAG\_PRIO 优先级模式

举例：  
就像电子邮箱，理论上应该只有一个拥有者（读取权限），其它线程只能够向目标邮箱发送数据，仅此而已

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2 消息队列  
特点：邮箱的拓展可以接收串口不定长数据，能够用于中断；  
异步，FIFO 原则

控制块 rt\_mq\_t / rt\_messagequeue

struct rt_messagequeue 
    { 
        struct rt_ipc_object parent; void* msg_pool; /* 指向存放消息的缓冲区的指针 */ 
        rt_uint16_t msg_size; /* 每个消息的长度 */ 
        rt_uint16_t max_msgs; /* 最大能够容纳的消息数 */ 
        rt_uint16_t entry; /* 队列中已有的消息数 */ 
        void* msg_queue_head; /* 消息链表头 */ 
        void* msg_queue_tail; /* 消息链表尾 */ 
        void* msg_queue_free; /* 空闲消息链表 */ 
        rt_list_t suspend_sender_thread; /* 发送线程的挂起等待队列 */ 
    }; 
    typedef struct rt_messagequeue* rt_mq_t;

控制方式与之前一样

> 创建/初始化 rt\_mq\_create/init()  
> 获取 rt\_mq\_send/urgent()/send\_wait()  
> 释放 rt\_mq\_recv()  
> 删除/脱离 rt\_mq\_delete/detach()

> 特别说明： 邮件进入方式  
>  RT\_IPC\_FLAG\_FIFO 先入先出  
> RT\_IPC\_FLAG\_PRIO 优先级模式

> rt\_mq\_send / rt\_mq\_send\_wait 两种  
> rt\_mq\_urgetn() 发送紧急消息是将消息直接插入消息队列的头部

应用：  
消息队列可以应用于发送不定长消息的场合，包括线程与线程间的消息交换，以及中断服务例程中给线程发送消息（中断服务例程不能接收消息）

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3 信号  
特点：采用 linux 消息机制使用异步，POSIX 标准定义 sigset\_t 信号集 （RT-Thread 中是 unsigned long)

> 应用程序可用的 SIGUSR1(10) 和 SIGUSR2(12)

本质：软中断，这就意味着信号被接收到并处理的时间是无法确定的，线程之间可以互相通过调用 rt\_thread\_kill() 发送软中断信号

处理方法：  
1 中断：就是指定处理函数  
2 忽略信号  
3 保留信号系统的默认值

控制方式与之前一样

> 安装 rt\_signal\_install()  
> 堵塞/接触堵塞 rt\_signal\_mask() / unmask()  
> 发送 rt\_thread\_kill()  
> 等待 rt\_signal\_wait()

rt_sighandler_t rt_signal_install(int signo, rt_sighandler_t[] handler);

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>signo</td> 
   <td>信号值（只有 SIGUSR1 和 SIGUSR2 是开放给用户使用的）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>handler</td> 
   <td>设置对信号值的处理方式</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1 安装信号，就是建立线程和某一信号的映射关系

> 1）类似中断的处理方式，参数指向当信号发生时用户自定义的处理函数，由该函数来处理。  
> 2）参数设为 SIG\_IGN，忽略某个信号，对该信号不做任何处理，就像未发生过一样。  
> 3）参数设为 SIG\_DFL，系统会调用默认的处理函数\_signal\_default\_handler()。

2 判断什么信号要被传递  
void rt\_signal\_mask(int signo);  
//被屏蔽的信号就不会传递给安装此信号的线程，不会引发中断

void rt\_signal\_unmask(int signo);  
//接触屏蔽的信号

3 通知信号 / 等待消息  
int rt\_thread\_kill(rt\_thread\_t tid, int sig);  
int rt\_signal\_wait(const rt\_sigset\_t \*set, rt\_siginfo\_t\[\] \*si, rt\_int32\_t timeout);