LiteOS 消息队列

参考：【野火】物联网操作系统 LiteOS 开发实战指南

3 LiteOS消息队列

3.1 消息队列简介

消息队列是一种常用于任务间通信的数据结构
可以在任务与任务间、中断和任务间传递消息，实现接收来自任务或者中断的不固定长度的消息，并根据不同的接口选择传递消息是否存放在自己的空间
消息队列是一种异步的通信方式，用户在处理业务时，消息队列提供异步处理机制，允许将一个消息放入队列，但并不立即处理它
消息队列使用时需要包含头文件los_queue.h

3.2 LiteOS消息队列的特点

消息以先进先出方式排队，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）的任意类型消息
消息支持先进后出的方式排队，往队首发送消息（LIFO）
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

3.3 LiteOs消息队列的运作机制

创建队列时，用户根据传入的队列长度和消息节点来开辟相应的内存空间
队列控制块中维护消息头结点位置usQueueHead和一个消息尾节点位置usQueueTail来表示消息队列的消息存储情况
可以将LiteOs消息队列看成一个_环形队列_
写队列是从usQueueTail所指的尾部的空闲节点写入区域，利用usReadWriteableCnt[OS_QUEUE_WRITE]来判断是否可以写入
读队列是从usQueueHead找到最先入队列的消息节点进行读取，利用usReadWriteableCnt[OS_QUEUE_READ]判断队列是否有消息可读取，若没有消息的队列进行读队列操作会引起任务挂起
删除队列根据传入的队列ID寻找到对应的队列，把队列状态设置为未使用，释放原队列所占空间
LiteOs的消息队列采用两个双向链表来维护一个链表指向消息队列的头部，一个链表指向消息队列的尾尾(stReadWriteList[QUEUE_HEAD_TAIL])，通过访问这两个链表就能直接访问对应的消息空间,并且通过消息队列控制块中的读写类型(usReadWriteableCnt[QUEUE_READ_WRITE])来操作消息队列
消息队列的运作过程如下图所示

LiteOs消息队列运作图

消息队列读写消息图

3.4 LiteOs消息队列的传输机制

消息队列是一种FIFO线性表，也支持LIFO
消息数据传输支持值传递（拷贝）和引用传递

两种传递方式比较

消息传递方式	大小	重要性
拷贝	数据量小的场合	数据重要性高
引用方式	数据量大的场合	重要性一般场合

3.5 消息队列的阻塞机制

顾名思义，就是指读/写消息队列时，能够完整的不受其他任务干扰的完成读/写，即阻塞机制

3.5.1 出队阻塞

读操作，若消息队列中没有消息，会有三种选择
- 该任务继续干别的事情，不会进入阻塞状态
- 该任务等待消息队列的消息，等待时间由用户定制，等待过程即为阻塞状态，消息队列有了对应的消息后，该任务转为就绪状态，然后根据该任务的优先级读取队列消息，若超时，则该任务放弃等待，去干别的事情
- 该任务死等，等不到消息就不干别的事情，该任务一直进入阻塞状态，直到完成读取队列的消息

3.5.2 入队阻塞

写操作，若消息队列已经满了，会进行如下处理
- 发送消息操作的时候，当且仅当队列被允许入队时，发送者才能成功发送消息
- 队列中无可用消息空间时，系统会根据用户指定的阻塞超时时间将任务阻塞，在指定的超时时间内如果还不能完成入队操作，发送消息的任务或者中断服务程序会收到一个错误代码LOS_ERRNO_QUEUE_ISFULL ，然后解除阻塞状态
- 只有在任务中发送消息才允许进行阻塞状态，在中断中发送消息不允许带有阻塞机制的，否则返回错误代码LOS_ERRNO_QUEUE_READ_IN_INTERRUPT
- 如果有多个任务阻塞在一个消息队列中，那么这些阻塞的任务将按照任务优先级进行排序，优先级高的任务将优先获得队列的访问权

3.6 常用消息队列的函数介绍

3.6.1 使用队列模块的典型流程

创建消息队列LOS_QueueCreate，在创建任务之前
创建成功后，可以得到消息队列的ID值
写队列操作函数LOS_QueueWrite ，在对应需要传递消息的任务中使用
读队列操作函数LOS_QueueRead ，在对应需要读取消息的任务中使用
删除队列LOS_QueueDelete

3.6.2 创建消息队列`LOS_QueueCreate()`

创建消息队列的内存空间：
内存空间=消息队列控制块大小+（单个消息空间大小+4字节）∗消息队列长度内存空间=消息队列控制块大小+（单个消息空间大小+4字节）*消息队列长度内存空间=消息队列控制块大小+（单个消息空间大小+4字节）∗消息队列长度
当消息队列被创建时，系统会为控制块分配对应的内存空间，用于保存消息队列的（消息存储位置，头指针，尾指针，消息大小，以及队列长度等）

UINT32 LOS_QueueCreate(CHAR *pcQueueName,//消息队列的名称，暂时未使用UINT16 usLen,// 队列长度UINT32 *puwQueueID,//成功创建的队列控制结构ID，需要用户在创建前定义UINT32 uwFlags,//队列参数，保留参数，暂时不使用UINT16 usMaxMsgSize )//最大消息字节
{...
}// 队列控制块
typedef struct tagQueueCB
{UINT8       *pucQueue;                              /**< 队列指针 */UINT16      usQueueState;                           /**< 队列状态 */UINT16      usQueueLen;                             /**< 队列中消息个数 */UINT16      usQueueSize;                            /**< 消息节点大小 */UINT16      usQueueID;                              /**< 队列ID */UINT16      usQueueHead;                            /**< 消息头结点位置 */UINT16      usQueueTail;                            /**< 消息尾结点位置 */UINT16      usReadWriteableCnt[2];     /**< 可读或者可写资源的计数0：可读，1：可写 */LOS_DL_LIST stReadWriteList[2];        /**< 指向要读取或写入的链表的指针0： 读列表 */LOS_DL_LIST stMemList;                              /** 指向内存链表的指针 */
} QUEUE_CB_S;

先定义队列ID，再调用LOS_QueueCreate() 函数创建，才能成功创建消息队列

3.6.2 消息队列删除函数`LOS_QueueDelete()`

队列删除函数是直接根据队列ID直接删除的
```
UINT32 LOS_QueueDelete(UINT32 uwQueueID)
```
队列在使用或者阻塞中是不能被删除的

3.6.3 消息队列写数据函数

任务或者中断程序都可以给消息队列写入消息
当写入消息时，
- 如果队列未满，LiteOS会将消息拷贝到消息队列的尾部，
- 若满，会根据用户指定的阻塞超时时间进行阻塞，在这段时间中，如果队列还是满的，该任务将保持阻塞状态以等待有空闲的消息空间，如果其他任务从其等待的队列中读取了数据，则消息队列空出空间，该等待的任务自动由阻塞状态转为就绪态，并写入消息
- 当任务等待的时间超过指定的阻塞时间，即使队列中还是满的，任务也会自动从阻塞状态变为就绪态，此时发送消息的任务/中断程序会收到一个错误码：LOS_ERRNO_QUEUE_ISFULL

不带拷贝写入函数LOS_QueueWrite()：

UINT32 LOS_QueueWrite(UINT32 uwQueueID,    // 队列IDVOID *pBufferAddr,   // 存储写入的数据的起始地址UINT32 uwBufferSize, // 存入缓存区的大小UINT32 uwTimeOut);   // 等待时间（0~LOS_WAIT_FOREVER）

写入队列需要注意几点：
- 在使用写入队列的操作前应先创建要写入的队列
- 在中断上下文环境中，必须使用非阻塞模式写入，也就是等待时间为 0 个 tick
- 在初始化 LiteOS 之前无法调用此 API
- 将写入由 uwBufferSize 指定大小的数据，其数据存储在 BufferAddr 指定的地址，那么该数据地址必须有效，否则会发生错误
- 写入队列节点中的是数据的地址

带拷贝写入LOS_ QueueWriteCopy()

UINT32 LOS_QueueWriteCopy(UINT32 uwQueueID,    // 队列IDVOID *pBufferAddr,   // 存储写入的数据的起始地址UINT32 uwBufferSize, // 存入缓存区的大小UINT32 uwTimeOut);   // 等待时间（0~LOS_WAIT_FOREVER）

注意点同不带拷贝写入，区别是写入队列中的是存储在pBufferAddr中的数据

3.6.4 消息队列读数据函数

LOS_ QueueRead()（不带拷贝方式读出）

UINT32 LOS_QueueRead(UINT32 uwQueueID,    // 队列IDVOID *pBufferAddr,   // 存储写入的数据的起始地址UINT32 uwBufferSize, // 存入缓存区的大小UINT32 uwTimeOut);   // 等待时间（0~LOS_WAIT_FOREVER）

注意点：
- 在使用读取队列的操作前应先创建要写入的队列
- 队列读取采用的是先进先出（FIFO）模式，首先读取首先存储在队列中的数据
- 必须要我们自己定义一个存储读取出来的数据的地方，并且把存储数据的起始地址传递给 LOS_ QueueRead()函数，否则，将发生地址非法的错误。
- 在中断上下文环境中，必须使用非阻塞模式写入，也就是等待时间为 0 个 tick
- 在初始化 LiteOS 之前无法调用此 API
- pBufferAddr里存放的是队列节点的地址
- 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

LOS_ QueueReadCopy()（带拷贝读出）

UINT32 LOS_QueueReadCopy(UINT32  uwQueueID,     // 队列 IDVOID *  pBufferAddr,    // 存储获取数据的起始地址UINT32 * puwBufferSize,// 保存读取之后数据大小的值UINT32  uwTimeOut)      // 等待时间

注意点同上，不同的是
- pBufferAddr存放的是消息队列中的数据
- 需要定义一个空间保存读取数据的大小

LiteOS 消息队列相关推荐

LiteOS内核源码分析：消息队列Queue
本文分享自华为云社区<LiteOS内核源码分析系列十消息队列Queue>,原文作者:zhushy . 队列(Queue)是一种常用于任务间通信的数据结构.任务能够从队列里面读取消息,当队 ...
qt使用消息队列服务器,qt代码实现消息队列通信
qt代码实现消息队列通信内容精选换一换模式介绍:命令模式(command)命令模式的解释如下:向对象发送一个请求,但是并不知道该请求的具体接收者是谁,具体的处理过程是如何的,只知道在程序运行中指 ...
HarmonyOS IoT设备内核编程接口-----消息队列
一.概念消息队列,是一种常用于任务间通信的数据结构,实现了接收来自任务或中断的不固定长度的消息,并根据不同的接口选择传递消息是否存放在自己空间.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 ...
Redis 笔记（04）— list类型（作为消息队列使用、在列表头部添加元素、尾部删除元素、查看列表长度、遍历指定列表区间元素、获取指定区间列表元素、阻塞式获取列表元素）
Redis 的列表是链表而不是数组.这意味着 list 的插入和删除操作非常快,时间复杂度为 O(1),但是索引定位很慢,时间复杂度为 O(n). 当列表弹出了最后一个元素之后,该数据结构自动被删除, ...
2021年大数据Kafka（一）：❤️消息队列和Kafka的基本介绍❤️
全网最详细的大数据Kafka文章系列,强烈建议收藏加关注! 新文章都已经列出历史文章目录,帮助大家回顾前面的知识重点. 目录消息队列和Kafka的基本介绍一.什么是消息队列二.消息队列的应用场景 ...
java多线程消息队列_java多线程消息队列的实现
1.定义一个队列缓存池: private static List queueCache = new LinkedList(); 2.定义队列缓冲池最大消息数,如果达到该值,那么队列检入将等待检出低于该 ...
关于创建zeromq消息队列，设置和更改IP地址，远程可以访问，不只是本地链接。python代码。
关于zeromq的创建,绑定本地,和绑定其他客户端的方法. 网上一大堆关于zmq的通信模式的介绍,包括三种类型,具体我就不在描述. 但是他们给的demo,都是创建本地作为server服务端,也作为cl ...
Linux进程间通信(IPC)-------消息队列
消息队列是进程间通信的一种方法,他有两个操作,一个进程来发送消息(也就是向内存中写入数据),另一个是获取消息(也就是另外一个进程在内存中读取数据) 下面来看消息队列的创建,写入,读取等需要用到的函数 ...
【部署类】专题：消息队列MQ、进程守护Supervisor
目录 1 背景需求 2 技术方案 2.1 消息队列 2.2 进程守护 3 源码介绍 3.1 supervisor部分 3.1.1 supervisord.conf 内容 3.1.2 MM3D.conf ...

LiteOS 消息队列

3 LiteOS消息队列

3.1 消息队列简介

3.2 LiteOS消息队列的特点

3.3 LiteOs消息队列的运作机制

3.4 LiteOs消息队列的传输机制

3.5 消息队列的阻塞机制

3.5.1 出队阻塞

3.5.2 入队阻塞

3.6 常用消息队列的函数介绍

3.6.1 使用队列模块的典型流程

3.6.2 创建消息队列`LOS_QueueCreate()`

3.6.2 消息队列删除函数`LOS_QueueDelete()`

3.6.3 消息队列写数据函数

3.6.4 消息队列读数据函数

LiteOS 消息队列相关推荐

最新文章

热门文章

LiteOS 消息队列

3 LiteOS消息队列

3.1 消息队列简介

3.2 LiteOS消息队列的特点

3.3 LiteOs消息队列的运作机制

3.4 LiteOs消息队列的传输机制

3.5 消息队列的阻塞机制

3.5.1 出队阻塞

3.5.2 入队阻塞

3.6 常用消息队列的函数介绍

3.6.1 使用队列模块的典型流程

3.6.2 创建消息队列LOS_QueueCreate()

3.6.2 消息队列删除函数LOS_QueueDelete()

3.6.3 消息队列写数据函数

3.6.4 消息队列读数据函数

LiteOS 消息队列相关推荐

最新文章

热门文章

3.6.2 创建消息队列`LOS_QueueCreate()`

3.6.2 消息队列删除函数`LOS_QueueDelete()`