玩转RT-Thread系列教程(1)--线程的使用


玩转RT-Thread系列教程(1)–线程的使用

一、什么是线程

我们或许都听说过多线程的概念,其实在多CUP处理器上才真正的存在多线程的概念,每个CPU同时运行处理多个不同的任务。

那在我们的单核CPU的单片机上如何使用“多线程”来处理同一时刻请求的不同任务,来做到”同时“进行呢?

这个时候就需要引入线程管理了。在多线程操作系统中,需要开发人员把一个复杂的应用分解成多个小的、可调度的、

序列化的程序单元。而在 RT-Thread 中,与上述子任务对应的程序实体就是线程。

RT-Thread 的线程调度器是抢占式的,主要的工作就是从就绪线程列表中查找最高优先级线程,保证最高优先级的线程能够被运行,

最高优先级的任务一旦就绪,总能得到 CPU 的使用权。

来源RT-Thread文档中心

二、线程的分类

线程分为五种状态:初始——->就绪——>运行——>挂起——>关闭

空闲线程:优先级最低,永远为就绪态,不被挂起。 用处:回收被删除线程资源(回收僵尸线程)

当线程优先级相同时,采用时间片轮转方式调度,单位一个时钟节拍

比如:A:10,B:5,那么A线程执行10个节拍,B线程执行5个节拍


rt_thread_yield()**:当前线程被换出,相同优先级**的下一个就绪线程将被执行。

rt_schedule()**:当前线程并不一定被换出,而是在系统中**选取就绪的优先级最高的线程执行。


三、线程的创建

创建线程分为两种方式:1、动态创建线程 2、静态创建线程

两种方式各有优缺点,使用分具体场合。接下来我将具体分析以下两种创建线程方式。

1.创建线程(静态)

占用RAM空间(RW/ZI 空间),用户分配栈空间和线程句柄

优点:运行时不需要动态分配内存,运行时效率较高,实时性较好,

缺点:内存不能被释放,只能使用 rt_thread_detach() 函数将该线程控制块从对象管理器中脱离。

static rt_uint8_t thread1_stack[512];   //线程栈
static struct rt_thread thread1;              //线程控制块
rt_thread_init(&thread1,                              //线程handle
               "thread1",                             //线程名称
               thread1_entry,                      //线程入口函数
               RT_NULL,                                //线程入口参数
               &thread1_stack[0],       //线程栈地址
               sizeof(thread1_stack),      //线程栈大小
               15,                                          //线程优先级
               5);                                           //线程时间片
rt_thread_startup(&thread2);                      //线程进入就绪态

2.创建线程(动态)

依赖与内存堆管理器,系统自动从动态内存堆分配栈空间

优点:创建方便,参数比较静态简便,内存可以由用户释放,调用 rt_thread_delete() 函数就会将这段申请的内存空间重新释放到内存堆中。

缺点:运行时需要动态分配内存,效率没有静态方式高,

static rt_thread_t thread_id = RT_NULL;
thread_id = rt_thread_create("dynamic_th",    //名称
                              dynamic_entry,  //线程代码
                              RT_NULL,        //参数
                              1024,           //栈大小
                              15,             //优先级
                              20);            //时间片
if (thread_id != RT_NULL)
   rt_thread_startup(thread_id);                          //线程进入就绪态
else
   rt_kprintf("dynamic_thread create failure\n");
return RT_EOK;                                                          

四、创建线程示例

使用动态+静态方式,创建两个线程

//动态线程任务
static void dynamic_entry(void *param)
{
        static int cnt = 0;

    while (++cnt)
    {
                rt_kprintf("dynamic_thread is run:%d\n",cnt);
        rt_thread_mdelay(500);
    }
}

//静态线程任务
static void static_entry(void *param)
{
        static int cnt = 0;

    while (++cnt)
    {
                rt_kprintf("static_thread is run:%d\n",cnt);
        rt_thread_mdelay(500);
    }
}

static rt_uint8_t thread1_stack[512];                       //线程栈
static struct rt_thread static_thread;                         //线程控制块
int thread_sample(void)
{
    static rt_thread_t thread_id = RT_NULL;
    thread_id = rt_thread_create("dynamic_th",    //名称
                                 dynamic_entry,   //线程代码
                                 RT_NULL,         //参数
                                 1024,            //栈大小
                                 15,              //优先级
                                 20);             //时间片

    if (thread_id != RT_NULL)
        rt_thread_startup(thread_id);                           //线程进入就绪态
    else
        rt_kprintf("dynamic_thread create failure\n");

        rt_thread_init(&static_thread,                         //线程handle
                                     "static_thread",                         //线程名称
                                     static_entry,                              //线程入口函数
                                     RT_NULL,                                     //线程入口参数
                                     &thread1_stack[0],            //线程栈地址
                                     sizeof(thread1_stack),           //线程栈大小
                                     15,                                                  //线程优先级
                                     5);                                              //线程时间片
        rt_thread_startup(&static_thread);                 //线程进入就绪态        
    return ret;                                 
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(thread_sample, thread sample);
初始化顺序 宏接口 描述
1 INIT_BOARD_EXPORT(fn) 非常早期的初始化,此时调度器还未启动
2 INIT_PREV_EXPORT(fn) 主要是用于纯软件的初始化、没有太多依赖的函数
3 INIT_DEVICE_EXPORT(fn) 外设驱动初始化相关,比如网卡设备
4 INIT_COMPONENT_EXPORT(fn) 组件初始化,比如文件系统或者 LWIP
5 INIT_ENV_EXPORT(fn) 系统环境初始化,比如挂载文件系统
6 INIT_APP_EXPORT(fn) 应用初始化,比如 GUI 应用

编译、下载

打开串口调试助手,输入thread_sample命令,可以看出我们的两个线程以及创建并且正常运行。


文章作者: Rb菌
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