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前言
系统优化系列先停一停,总对人指指点点会让大家恶感的。明天给各位 rt-thread 使用者一些应用信号量、邮箱、音讯队列等同步和通信机制的倡议。
线程间同步概念
摘取 RT-Thread 官网文档核心对“线程间同步”的解说。
同步是指按预约的先后秩序进行运行,线程同步是指多个线程通过特定的机制(如互斥量,事件对象,临界区)来控制线程之间的执行程序,也能够说是在线程之间通过同步建设起执行程序的关系,如果没有同步,那线程之间将是无序的。多个线程操作 / 拜访同一块区域(代码),这块代码就称为临界区,上述例子中的共享内存块就是临界区。线程互斥是指对于临界区资源拜访的排它性。当多个线程都要应用临界区资源时,任何时刻最多只容许一个线程去应用,其它要应用该资源的线程必须期待,直到占用资源者开释该资源。线程互斥能够看成是一种非凡的线程同步。
线程间同步的形式包含但不限于信号量、互斥量、事件集等。
线程间通信概念
说线程间同步使得不同线程的执行变得有序、有规有矩,防止了临界区的竞争拜访。那么,线程间通信让多线程之间更“智能”。
线程间通信的形式包含但不限于邮箱、音讯队列、信号
两种应用场景
毋庸置疑的,所有同步和通信机制都是为线程(工作)而生的。没有同步和通信的多线程是人心涣散。在线程里调用同步和通信 API,这是第一种应用场景。
第二种应用场景:中断向线程发送信号量、事件集、邮箱、音讯队列。(互斥量千万不要在中断里应用)
我想,少数人应用过中断向线程 release / send 信号量或音讯队列。从业务逻辑上讲,把中断等价于一个“线程”给另一个线程发送信号量等也是说得过去的。
然而,少数使用者疏忽了一个问题,那就是,线程间同步和通信机制发送 API 无一例外会调用 rt_schedule 函数(任务调度)。尽管在中断里调用 rt_schedule 不会立马切换线程。然而,这无疑是减少中断解决任务量的!另外,还有一个值得须要思考的问题,如果立马进行任务调度,有没有从高优先级切换到低优先级线程的危险?
由此,可能引起某些非预期结果,上面分两种状况剖析。
当中断频度低,或者零碎中断类型比拟少的状况下,中断解决工夫长短对业务影响不是很显著。例如行程开关的 gpio 中断,秒级或者分钟级工夫周期才产生一次中断。
当中断频度高,或者零碎中有多个比拟频繁的中断类型。中断解决工夫过长,可能引起同(低)优先级中断失落。例如 115200 波特率的串口中断里应用 rt_sem_release 或者 rt_mq_send 时,得思考一个问题了,串口接管中断处理函数最大解决工夫超过 86us 了吗?
通信机制虽好,请勿随便应用。
中断接管解决的几点倡议
集体倡议,在中断中应用信号量或音讯队列等机制时先考虑一下
中断频度在 10ms 以下,审慎应用,1ms 以下就思考其它形式吧。开启 DMA,DMA 是个好货色,因为有缓存,对中断解决的任务量要求小很多。应用原子类型做数据非空标识。
惋惜目前 rt-thread 没有提供原子类型的实现接口,不过咱们能够用整型变量 f 代替(少数芯片架构下是可行的),中断接收数据放到用户 fifo 里,同时置位变量 f。线程里轮询变量 f 是否扭转,检测到扭转后立马复位变量 f,而后获取 filo 数据量,出栈数据。
能够保障的是,检测 f 是否扭转不须要关中断,复位 f 时才须要短时间关中断,fifo 出栈数据也有极短的关中断工夫。这些都比进行任务调度的 cpu 开销少。惟一有余是轮询检测的过程占用 cpu 高,怎么升高轮询的 cpu 占用?能够尝试一下 rt_thread_yield rt_schedule。
总结
线程间同步和线程间通信机制虽好,然而并不是什么时候都能应用的。咱们都晓得中断里不能应用互斥量,然而疏忽了,高频中断里应用同步和通信带来的隐形影响。
rtos 并没有让中断的应用更不便,相同,相比裸机,减少了更多留神点和应用限度。
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