Zephyr RTOS -- Condition Variables

Posted 2021-07-14 搬砖-工人

文章目录

• • 前言
  • Condition Variables - (条件变量)
  • • 1. Concepts - (概念)
    • 2. Implementation - (实现)
    • • 2.1 Defining a Condition Variable - (定义条件变量)
      • 2.2 Waiting on a Condition Variable - (等待条件变量)
      • 2.3 Signaling a Condition Variable - (发送条件变量)
    • 3. Suggested Uses - (建议用途)
    • 4. Configuration Options - (配置选项)
  • 参考链接

本笔记基于 Zephyr 版本 2.6.0-rc2

 

前言

本人正在学习 Zephyr，一个可移植性较强，可以兼容多种开发板及物联网设备的操作系统，如果你感兴趣，可以点此查看我的 学习笔记总述 进行了解！

 

Condition Variables - (条件变量)

条件变量是一种同步原语，它使线程能够等待特定条件发生。

 

1. Concepts - (概念)

可以定义任意数量的条件变量 (仅受可用 RAM 限制)。每个条件变量都由其内存地址引用。

为了等待条件变为真，线程可以使用条件变量。

条件变量基本上是一个线程队列，当某些执行状态(即某些条件)不理想(通过等待条件)时，线程可以把自己放在该队列上。函数 k_condvar_wait() 原子的执行以下步骤：

1. 释放最后获取的互斥锁。
2. 将当前线程放入条件变量队列中。

其他某个线程在更改所述状态时可以唤醒一个 (或多个) 等待线程，从而通过使用 k_condvar_signal() 或k_condvar_broadcast() 在条件上发出信号来允许它们继续执行，然后执行以下操作：

1. 重新获取之前发布的互斥锁。
2. 从 k_condvar_wait() 返回。

条件变量必须在使用前进行初始化。

 

2. Implementation - (实现)

2.1 Defining a Condition Variable - (定义条件变量)

条件变量是使用 k_condvar 的类型变量定义的。然后必须通过调用 k_condvar_init() 来初始化它。

下面的代码定义了一个条件变量：

struct k_condvar my_condvar;

k_condvar_init(&my_condvar);

或者，可以在编译时通过调用 K_CONDVAR_DEFINE 来定义和初始化条件变量。

下面的代码和上面的代码段效果一样。

K_CONDVAR_DEFINE(my_condvar);

 

2.2 Waiting on a Condition Variable - (等待条件变量)

线程可以通过调用 k_condvar_wait() 来等待条件。

以下代码等待条件变量：

K_MUTEX_DEFINE(mutex);
K_CONDVAR_DEFINE(condvar)

void main(void)
{
    k_mutex_lock(&mutex, K_FOREVER);

    /* block this thread until another thread signals cond. While
     * blocked, the mutex is released, then re-acquired before this
     * thread is woken up and the call returns.
     */
    k_condvar_wait(&condvar, &mutex, K_FOREVER);
    ...
    k_mutex_unlock(&mutex);
}

 

2.3 Signaling a Condition Variable - (发送条件变量)

条件变量通过对一个线程调用 k_condvar_signal() 或对多个线程调用 k_condvar_broadcast() 来发出信号。

下面的代码建立在上面的例子之上。

void worker_thread(void)
{
    k_mutex_lock(&mutex, K_FOREVER);

    /*
     * Do some work and fullfill the condition
     */
    ...
    ...
    k_condvar_signal(&condvar);
    k_mutex_unlock(&mutex);
}

 

3. Suggested Uses - (建议用途)

使用带有互斥锁的条件变量来表示从一个线程到另一个线程的状态 (条件) 变化。 条件变量不是条件本身，也不是事件。 该条件包含在周围的编程逻辑中。

互斥体本身并不是为用作通知/同步机制而设计的。 它们旨在仅提供对共享资源的互斥访问。

 

4. Configuration Options - (配置选项)

相关配置选项：

• None

 

参考链接

https://docs.zephyrproject.org/latest/reference/kernel/synchronization/condvar.html