【LiteOS】LiteOS消息队列

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笔录草稿
基本概念
队列运作机制
队列运作原理
消息队列传输方式
消息队列的阻塞机制
- 出队阻塞
- 入队阻塞
任务相关函数
任务开发流程
注意事项 *
实战

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野火
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笔录草稿

最近工作有点忙，远吗阅读推迟了哈哈

基本概念

队列又称消息队列
- 是一种常用于任务间通信的数据结构
- 能接收来自任务或中断的不固定长度的消息
- 根据不同的 API 选择传递消息是否存放在自己空间
  - 即是 传数据 还是 传地址
- 任务能够从队列里面读取消息
  - 当队列中的消息是空时
    - 挂起读取任务
  - 当队列中有新消息时
    - 挂起的读取任务被唤醒
    - 并处理新消息。
LiteOS 队列特性
- 消息以先进先出方式排队（FIFO），支持异步读写工作方式
- 读队列和写队列都支持超时机制
- 发送消息类型由通信双方约定，可以允许不同长度（不超过队列节点最大值）消息
- 一个任务能够从任意一个消息队列接收和发送消息
- 多个任务能够从同一个消息队列接收和发送消息
- 当队列使用结束后，如果是动态申请的内存，需要通过释放内存函数回收。

队列运作机制

队列控制块
- usReadWriteableCnt : 可读或可写的消息数量
- stReadWriteList : 可读或可写的消息任务等待链表
- usQueueState : 两种状态
  - OS_QUEUE_UNUSED ：未被使用
  - OS_QUEUE_INUSED ：已被使用

/**
  * @ingroup los_queue
  * Queue information block structure
  */
typedef struct tagQueueCB
{
    UINT8       *pucQueue;                              /**< Pointer to a queue handle */
    UINT16      usQueueState;                           /**< Queue state */
    UINT16      usQueueLen;                             /**< Queue length */
    UINT16      usQueueSize;                            /**< Node size     */
    UINT16      usQueueID;                              /**< usQueueID         */
    UINT16      usQueueHead;                            /**< Node head       */
    UINT16      usQueueTail;                            /**< Node tail       */
    UINT16      usReadWriteableCnt[2];       /**< Count of readable or writable resources, 0:readable, 1:writable */
    LOS_DL_LIST stReadWriteList[2];          /**< Pointer to the linked list to be read or written, 0:readlist, 1:writelist  */
    LOS_DL_LIST stMemList;                              /**< Pointer to the memory linked list */
} QUEUE_CB_S;
/* queue state */
/**
  *  @ingroup los_queue
  *  Message queue state: not in use.
  */
#define OS_QUEUE_UNUSED                 0

/**
  *  @ingroup los_queue
  *  Message queue state: used.
  */
#define OS_QUEUE_INUSED     1

队列运作原理

创建队列
- 传入队列长度和消息节点大小
- 开辟相应的内存空间
- 返回队列ID。
队列中消息头节点 Head 和 消息尾节点 Tail
- Head 表示队列中被占用消息的起始位置
- Tail 表示队列中被空闲消息的起始位置
- 两者均采用回卷方式
usReadWriteableCnt[0] 判断是否可读取
usReadWriteableCnt[1] 判断是否可写入
删除队列时
- 根据传入的队列ID寻找到对应的队列
- 把队列状态置为未使用
- 释放原队列所占的空间
- 对应的队列控制头置为初始状态。
图解：

消息队列传输方式

LiteOS 的消息传输方式有两种
1. 传地址方式
  1. 优点：效率高
  2. 缺点：修改源文件，消息对应的内容也会被修改
2. 拷贝方式
  1. 优点：数据安全，是直接拷贝内容到消息中
  2. 缺点：效率相对传地址来说较低
用户可以根据需求选择不同的方式
- 主要参考 数据大小 及 数据重要性 来衡量

消息队列的阻塞机制

中断中不允许使用带有阻塞机制的 API，所以中断中，阻塞值均取 0
LiteOS 已经实现了阻塞机制，用户直接使用即可

出队阻塞

三种方式：主要参考队列里面是否有消息
- 不等待：0
  - 读取消息时，队列里面
    - 有消息，正常读取
    - 没有消息，则不等待，直接执行后面代码
- 限时等待：
  - 在规定时间内，消息队列里面
    - 有消息，正常读取，
    - 没有消息，则等待
  - 超时
    - 则直接执行后面代码
- 永久等待：LOS_WAIT_FOREVER
  - 读取消息时
    - 有消息，正常读取
    - 没有消息，一直等待，直到队列里有消息

入队阻塞

三种方式：主要参考队列里面的消息是否满了
- 不等待：0
  - 写入消息时
    - 队列未满，正常写入
    - 队列已满，则不等待，直接执行后面代码
- 限时等待：
  - 写入消息时
    - 队列未满，正常写入
    - 队列已满，限时等待，等待队列未满后并写入
  - 超时
    - 则直接执行后面代码
- 永久等待：LOS_WAIT_FOREVER
  - 写入消息时
    - 队列未满，正常写入
    - 队列已满，一直等待，直到队列未满

任务相关函数

接口名	描述
LOS_QueueCreate	创建一个消息
LOS_QueueRead	读取指定队列中的数据。（buff里存放的是队列节点的地址）
LOS_QueueWrite	向指定队列写数据。（写入队列节点中的是buff的地址）
LOS_QueueReadCopy	读取指定队列中的数据。（buff里存放的是队列节点中的数据）（预留接口）
LOS_QueueWriteCopy	向指定队列写数据。（写入队列节点中的是buff中的数据）（预留接口）
LOS_QueueWriteHead	向指定队列的头部写数据
LOS_QueueDelete	删除一个指定的队列
LOS_QueueInfoGet	获取指定队列信息

各函数使用可以看源码或者例程

任务开发流程

非 copy 方式 ( copy 方式类同 )
1. 创建消息队列LOS_QueueCreate。
2. 创建成功后，可以得到消息队列的ID值。
3. 写队列操作函数LOS_QueueWrite。
4. 读队列操作函数LOS_QueueRead。
5. 获取队列信息函数LOS_QueueInfoGet。
6. 删除队列LOS_QueueDelete。

注意事项 *

系统可配置的队列资源个数
- 是指整个系统的队列资源总个数
- 而非用户能使用的个数。
- 例如：
  - 系统软件定时器多占用一个队列资源
  - 那么系统可配置的队列资源就会减少一个。
调用 LOS_QueueCreate 函数时所传入的队列名暂时未使用，作为以后的预留参数。
队列接口函数中的入参数 uwTimeOut 是指相对时间。
LOS_QueueReadCopy 和 LOS_QueueWriteCopy 是一组接口
LOS_QueueRead 和 LOS_QueueWrite 是一组接口，两组接口需要配套使用。
鉴于 LOS_QueueWrite 和 LOS_QueueRead 这组接口实际操作的是数据地址，用户必须保证调用 LOS_QueueRead 获取到的指针所指向内存区域在读队列期间没有被异常修改或释放，否则可能会导致不可预知的后果。

采用地址方式时，必须保该地址内容没有被修改，且不推荐使用局部变量
采用地址方式时，必须保该地址内容没有被修改，且不推荐使用局部变量
采用地址方式时，必须保该地址内容没有被修改，且不推荐使用局部变量

实战

实战地址