玩转RT-Thread系列教程--线程的使用

Posted 2021-07-17 Rb菌

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。

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

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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。

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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

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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 RT_EOK;									 
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(thread_sample, thread sample);

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。