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RT Thread线程间通信学习过程是怎样的

更新时间：2023-10-30

RT Thread简介

RT-Thread是一个开源的实时操作系统，可以运行在微控制器、微处理器和其他嵌入式设备上。它具有基本的内核、文件系统和网络协议栈，并支持多任务、时间管理和中断处理。RT-Thread使用C语言编写，并提供丰富的API和软件包，让开发者可以方便地定制自己的嵌入式系统。

线程的创建和启动

RT-Thread中使用线程作为执行任务的基本单元。线程是一条执行路径，由内核调度运行。线程可以并发执行，每个线程之间相互独立。下面是一个创建和启动线程的代码示例：

#include 

/* 线程执行函数 */
static void thread_entry(void *parameter) 
{
  rt_kprintf("Hello, RT-Thread!\n");
}

int thread_sample_init(void) {
  /* 创建线程，线程优先级为10 */
  rt_thread_t tid = rt_thread_create("thread", thread_entry, RT_NULL, 1024, 10, 10);
  /* 启动线程 */
  if (tid != RT_NULL) rt_thread_startup(tid);
  return 0;
}

线程间通信——信号量

在多线程系统中，线程之间需要共享资源或协同完成任务。RT-Thread提供了多种线程间通信的方式，其中最常用的是信号量。信号量是一种计数器，用于控制多个线程对共享资源的访问。当线程想要使用共享资源时，必须通过获取信号量来保证资源的独占性。下面是一个使用信号量进行线程同步的代码示例：

#include 

static rt_sem_t sem; /* 定义一个信号量 */

static void thread1_entry(void *parameter) 
{
  /* 获取信号量 */
  rt_sem_take(&sem, RT_WAITING_FOREVER);
  /* 访问共享资源 */
  rt_kprintf("Thread 1 access shared resource.\n");
  /* 释放信号量 */
  rt_sem_release(&sem);
}

static void thread2_entry(void *parameter) 
{
  /* 获取信号量 */
  rt_sem_take(&sem, RT_WAITING_FOREVER);
  /* 访问共享资源 */
  rt_kprintf("Thread 2 access shared resource.\n");
  /* 释放信号量 */
  rt_sem_release(&sem);
}

int semaphore_sample_init(void) 
{
  /* 创建信号量，初始值为1 */
  rt_sem_init(&sem, "sem", 1, RT_IPC_FLAG_FIFO);
  /* 创建线程1 */
  rt_thread_t tid1 = rt_thread_create("t1", thread1_entry, RT_NULL, 512, 10, 10);
  if (tid1 != RT_NULL) rt_thread_startup(tid1);
  /* 创建线程2 */
  rt_thread_t tid2 = rt_thread_create("t2", thread2_entry, RT_NULL, 512, 10, 10);
  if (tid2 != RT_NULL) rt_thread_startup(tid2);
  return 0;
}

线程间通信——消息队列

消息队列是一种线程间通信的方式，用于传输线程间的消息。RT-Thread提供了轻量级和标准两种消息队列。轻量级消息队列仅支持单向传输，只需一次内存拷贝操作即可完成传输。标准消息队列支持双向传输和更多的消息管理特性。下面是一个使用标准消息队列进行线程间通信的代码示例：

#include 

/* 定义消息结构体 */
struct message {
  rt_uint32_t id;
  rt_uint32_t data;
};

/* 定义消息队列 */
static rt_mq_t mq;

static void thread1_entry(void *parameter) 
{
  /* 发送消息 */
  struct message msg = {1, 2};
  rt_mq_send(mq, &msg, sizeof(struct message));
}

static void thread2_entry(void *parameter) 
{
  /* 接收消息 */
  struct message msg;
  rt_mq_recv(mq, &msg, sizeof(struct message), RT_WAITING_FOREVER);
  rt_kprintf("Thread 2 received message: {id: %d, data: %d}\n", msg.id, msg.data);
}

int message_queue_sample_init(void) 
{
  /* 创建消息队列，存储5个消息，每个消息大小为sizeof(struct message)字节 */
  void *mq_pool[5];
  rt_mq_alloc(&mq, "mq", sizeof(struct message), 5, RT_IPC_FLAG_FIFO, mq_pool, sizeof(mq_pool));
  /* 创建线程1 */
  rt_thread_t tid1 = rt_thread_create("t1", thread1_entry, RT_NULL, 512, 10, 10);
  if (tid1 != RT_NULL) rt_thread_startup(tid1);
  /* 创建线程2 */
  rt_thread_t tid2 = rt_thread_create("t2", thread2_entry, RT_NULL, 512, 10, 10);
  if (tid2 != RT_NULL) rt_thread_startup(tid2);
  return 0;
}

总结：本文讲述了RT-Thread中线程的创建和启动、信号量和消息队列的使用方法。线程是实时操作系统中的基本任务单元，可以并发执行、相互独立。信号量是控制线程对共享资源访问的一种技术，消息队列则是一种传输线程间消息的机制。在实际项目开发中，开发人员可以根据需求选择不同的线程间通信方式，来实现多个线程协同完成任务的功能。

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