rtthread的使用分析

本文将详细解释rtthread的用法分析。文章内容质量较高，边肖将分享给大家参考。希望你看完这篇文章后有所了解。

在RT-Thread中，实际上没有线程的运行状态，就绪状态和运行状态是一样的。

当一个线程完成运行后，系统会自动删除该线程：自动执行rt_thread_exit()函数，先将该线程从系统就绪队列中删除，然后将该线程的状态改为关闭状态，不再参与系统调度，再将其挂入rt _ thread _ unct僵尸队列(未回收且处于关闭状态的线程的队列)，最后由空闲线程回收被删除线程的资源。

动态是创建/删除，静态是初始化/分离。

需要注意的是，用户提供的栈头地址需要系统对齐(例如ARM上要求4字节对齐)。线程初始化接口rt_thread_init()的参数和返回值见下表：

00-1010当前线程的时间片用完或线程主动请求放弃处理器资源时，将不再占用处理器，调度器将选择下一个优先级相同的线程执行。在线程调用这个接口之后，这个线程仍然在就绪队列中。线程放弃处理器使用以下功能接口：

rt _ err _ TRT _ thread _ yield(void)；

通常，这个函数不应该用来挂起线程本身。如果真的需要rt_thread_suspend()函数来挂起当前任务，那么在调用rt_thread_suspend()函数手动切换线程上下文之后，应该立即调用rt_schedule()函数。用户只需要知道这个界面的功能，不建议使用这个界面。

空闲线程是线程状态始终为就绪的线程，因此钩子函数集必须保证空闲线程在任何时候都不会挂起，比如rt_thread_delay()、rt_sem_take()等可能导致线程挂起的函数都不能使用。

关于删除线程：大部分线程循环执行，无需删除；另一方面，可以完成运行的线程，RT-Thread会在线程运行后自动删除该线程，并在rt_thread_exit()中完成删除。用户只需要知道这个接口的功能，不建议使用(其他线程可以调用这个接口或者在timer timeout函数中调用这个接口来删除一个线程，但是这种使用非常少见)。

RT-Thread定时器的默认模式是HARD_TIMER模式，即定时器超时后，超时功能在系统时钟中断的上下文中运行。

线程同步的方式有很多，核心思想是：在访问临界区的时候只允许一个(或一类)线程运行。进入/退出临界区的方式有很多：

1)调用rt_hw_interrupt_disable()进入临界区，调用rt_hw_interrupt_enable()退出临界区；详见《中断管理》全局中断开关。

2)调用rt_enter_critical()进入临界区，调用rt_exit_critical()退出临界区。

信号量可以实现线程间的同步或互斥，但会造成优先级反转。建议使用互斥锁实现，不需要优先级反转。

使线程让出处理器资源

信号量是一种非常灵活的同步方法，可以在很多场合使用。锁、同步、资源计数等的关系。也可以方便地用于线程、中断和线程之间的同步。

中断和线程之间的互斥不能通过信号量(锁)来实现，而是通过切换中断来实现。

在RT-Thread操作系统中，互斥可以解决优先级反转问题，实现了优先级继承算法。优先级继承是通过在线程A试图获取共享资源时挂起期间，将线程C的优先级提升到线程A的优先级，来解决优先级反转带来的问题。

事件集主要用于线程之间的同步。与信号量不同，它可以实现一对多和多对多同步。

00-1010事件集可以用在很多场合，对于线程间的同步，它可以在一定程度上替代信号量。线程或中断服务例程向事件集对象发送一个事件，然后等待的线程唤醒并处理相应的事件。然而，与信号量不同，事件的发送操作直到事件被清除后才累积，而信号量的释放操作是累积的。事件的另一个特点是接收线程可以等待多个事件，即多个事件对应一个线程或多个线程。同时，根据线程等待的参数，可以选择是逻辑OR触发器还是逻辑AND触发器。此功能在信号量等中不可用。信号量只能识别一个释放动作，但不能

能同时等待多种类型的释放。

邮箱 4*size ,每次只能传输4字节数据

消息队列 n*size 每次传输n字节数据。

邮箱是一种简单的线程间消息传递方式，特点是开销比较低，效率较高。在 RT-Thread 操作系统的实现中能够一次传递一个 4 字节大小的邮件，并且邮箱具备一定的存储功能，能够缓存一定数量的邮件数 (邮件数由创建、初始化邮箱时指定的容量决定)。邮箱中一封邮件的最大长度是 4 字节，所以邮箱能够用于不超过 4 字节的消息传递。由于在 32 系统上 4 字节的内容恰好可以放置一个指针，因此当需要在线程间传递比较大的消息时，可以把指向一个缓冲区的指针作为邮件发送到邮箱中，即邮箱也可以传递指针

消息队列的使用场合

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）。下面分发送消息和同步消息两部分来介绍消息队列的使用。

信号的工作机制

信号在 RT-Thread 中用作异步通信，POSIX 标准定义了 sigset_t 类型来定义一个信号集，然而 sigset_t 类型在不同的系统可能有不同的定义方式，在 RT-Thread 中，将 sigset_t 定义成了 unsigned long 型，并命名为 rt_sigset_t，应用程序能够使用的信号为 SIGUSR1（10）和 SIGUSR2（12）。

信号本质是软中断，用来通知线程发生了异步事件，用做线程之间的异常通知、应急处理。一个线程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，线程也不知道信号到底什么时候到达，线程之间可以互相通过调用 rt_thread_kill() 发送软中断信号。

通过上述的计算过程，我们可以看出其中的一些关键因素：发送数据量越小，发送速度越快，对于数据吞吐量的影响也将越大。归根结底，取决于系统中产生中断的频度如何。当一个实时系统想要提升数据吞吐量时，可以考虑的几种方式：

1）增加每次数据量发送的长度，每次尽量让外设尽量多地发送数据；

2）必要情况下更改中断模式为轮询模式。同时为了解决轮询方式一直抢占处理机，其他低优先级线程得不到运行的情况，可以把轮询线程的优先级适当降低。

由于关闭全局中断会导致整个系统不能响应中断，所以在使用关闭全局中断做为互斥访问临界区的手段时，必须需要保证关闭全局中断的时间非常短，例如运行数条机器指令的时间。

关于rtthread的使用分析就分享到这里了，希望