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前言 一、线程间同步 线程间数据传递示意图（来源RT-Thread编程指南）
如果对共享内存的访问不是排他性的，那么各个线程间可能同时访问它，这将引起数据一致性的问题。例如，在显示线程试图显示数据之前，接收线程还未完成数据的写入，那么显示将包含不同时间采样的数据，造成显示数据的错乱。将传感器数据写入到共享内存块的接收线程 #1 和将传感器数据从共享内存块中读出的线程 #2 都会访问同一块内存。为了防止出现数据的差错，两个线程访问的动作必须是互斥进行的，应该是在一个线程对共享内存块操作完成后，才允许另一个线程去操作，这样，接收线程 #1 与显示线程 #2 才能正常配合，使此项工作正确地执行。 二、信号量 rt_sem_t rt_sem_create(const char *name, rt_uint32_t value, rt_uint8_t flag);
复制代码 rt_err_t rt_sem_delete(rt_sem_t sem);
复制代码 rt_err_t rt_sem_init(rt_sem_t sem,
const char *name,
rt_uint32_t value,
rt_uint8_t flag);
复制代码 rt_err_t rt_sem_detach(rt_sem_t sem);
复制代码 rt_err_t rt_sem_take (rt_sem_t sem, rt_int32_t time);
复制代码 rt_err_t rt_sem_trytake(rt_sem_t sem);
复制代码 rt_err_t rt_sem_release(rt_sem_t sem);
复制代码 三、二值信号量和计算型信号量 信号量无效的时候获取（来源[野火®]《RT-Thread 内核实现与应用开发实战—基于STM32》）
（2）假如某个时间中断/线程释放了信号量，那么由于获取无效信号量而进入阻塞态的线程将获得信号量并且恢复为就绪态，如下图所示。中断、线程释放信号量（来源[野火®]《RT-Thread 内核实现与应用开发实战—基于STM32》）
（3）二值信号量运作机制如下图所示。二值信号量运作机制（来源[野火®]《RT-Thread 内核实现与应用开发实战—基于STM32》）
3、计数型信号量计数信号量运作示意图（来源[野火®]《RT-Thread 内核实现与应用开发实战—基于STM32》）
四、基于STM32的二值信号量示例 #include "main.h"
#include "board.h"
#include "rtthread.h"
#include "data_typedef.h"
#include "led.h"
int main(void)
{
binary_semaphore_test();
return 0;
}
/* 定义线程控制块 */
static rt_thread_t receive_data_thread = RT_NULL;
static rt_thread_t send_data_thread = RT_NULL;
/* 定义二值信号量控制块 */
static rt_sem_t binary_sem = RT_NULL;
/* 公共资源 */
u8 g_value = 1;
/**************************************************************
函数名称 : send_data_thread_entry
函数功能 : 修改公共资源线程入口函数
输入参数 : parameter：入口参数
返回值 : 无
备注 : 无
**************************************************************/
void send_data_thread_entry(void *parameter)
{
while(1)
{
/* 移植等，直到获取到信号量 */
rt_sem_take(binary_sem, RT_WAITING_FOREVER); /* 等待时间：一直等 */
if(g_value < 10)
{
g_value++;
}
else
{
g_value = 1;
}
rt_sem_release(binary_sem); /* 释放二值信号量 */
rt_thread_mdelay(1);
rt_thread_yield(); /* 放弃剩余时间片，进行一次线程切换 */
}
}
/**************************************************************
函数名称 : receive_data_thread_entry
函数功能 : 获取公共资源线程入口函数
输入参数 : parameter：入口参数
返回值 : 无
备注 : 无
**************************************************************/
void receive_data_thread_entry(void *parameter)
{
while(1)
{
/* 移植等，直到获取到信号量 */
rt_sem_take(binary_sem, RT_WAITING_FOREVER); /* 等待时间：一直等 */
rt_kprintf("g_value:%d\r\n", g_value);
LED_R(0);
rt_thread_mdelay(2000);
LED_R(1);
rt_thread_mdelay(2000);
rt_sem_release(binary_sem);/* 释放二值信号量 */
}
}
/**************************************************************
函数名称 : binary_semaphore_test
函数功能 : 创建二值信号量、创建数据修改线程、接收数据线程
输入参数 : parameter：入口参数
返回值 : 无
备注 : 无
**************************************************************/
void binary_semaphore_test(void)
{
binary_sem = rt_sem_create("binary_sem", /* 信号量名字 */
1, /* 信号量初始值 */
RT_IPC_FLAG_FIFO/* 先进先出 */
);
if(RT_NULL != binary_sem)/* 创建信号量成功 */
{
rt_kprintf("The semaphore was successfully created\r\n");
}
else/* 创建信号量失败 */
{
rt_kprintf("Failed to create semaphore\r\n");
return;
}
/* 创建接收数据线程 */
receive_data_thread = rt_thread_create("receive_data",
receive_data_thread_entry,/* 线程入口函数 */
RT_NULL, /* 入口参数 */
512, /* 栈大小 */
4, /* 优先级 */
50 /* 时间片 */
);
/* 创建线程成功，则启动线程 */
if(receive_data_thread != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(receive_data_thread);
}
else
{
rt_kprintf("Failed to create receive_data_thread\r\n");
return;
}
/* 创建发送数据线程 */
send_data_thread = rt_thread_create("send_data",
send_data_thread_entry,/* 线程入口函数 */
RT_NULL, /* 入口参数 */
512, /* 栈大小 */
3, /* 优先级 */
50 /* 时间片 */
);
/* 创建线程成功，则启动线程 */
if(send_data_thread != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(send_data_thread);
}
else
{
rt_kprintf("Failed to create send_data_thread\r\n");
return;
}
}
复制代码
五、基于STM32的计算型信号量示例 #include "main.h"
#include "board.h"
#include "rtthread.h"
#include "data_typedef.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "beep.h"
/* 定义线程控制块 */
static rt_thread_t get_parking_place_thread = RT_NULL;
static rt_thread_t release_parking_place_thread = RT_NULL;
/* 定义计算型信号量控制块 */
static rt_sem_t counting_sem = RT_NULL;
void get_parking_place_thread_entry(void *parameter)
{
rt_err_t res = RT_EOK;
while(1)
{
if(key_scan(0) == KEY0_PRES)
{
//res = rt_sem_take(counting_sem, 0);/* 不等待 */
res = rt_sem_trytake(counting_sem);/* 无等待获取 */
if(RT_EOK == res)/* 有车位,可停车 */
{
LED_R(1);
LED_G(0);
rt_kprintf("have parking place\r\n");
}
else/* 无车位 */
{
LED_R(0);
LED_G(1);
rt_kprintf("no parking place\r\n");
}
}
rt_thread_mdelay(1);
}
}
void release_parking_place_thread_entry(void *parameter)
{
rt_err_t res = RT_EOK;
while(1)
{
if(key_scan(0) == KEY1_PRES)
{
res = rt_sem_release(counting_sem);
if(RT_EOK == res)
{
rt_kprintf("release paring place\r\n");
BEEP(1);
rt_thread_mdelay(200);
BEEP(0);
rt_thread_mdelay(200);
}
else
{
rt_kprintf("can not release paring place\r\n");
}
}
rt_thread_mdelay(1);
}
}
void counting_semaphore_test(void)
{
counting_sem = rt_sem_create("counting_sem", /* 信号量名字 */
0, /* 信号量初始值为0 */
RT_IPC_FLAG_FIFO /* 先进先出 */
);
if(RT_NULL != counting_sem)/* 创建信号量成功 */
{
rt_kprintf("The counting semaphore was successfully created\r\n");
}
else/* 创建信号量失败 */
{
rt_kprintf("Failed to create counting semaphore\r\n");
return;
}
/* 创建接收数据线程 */
get_parking_place_thread = rt_thread_create("get_parking_place",
get_parking_place_thread_entry,/* 线程入口函数 */
RT_NULL,/* 入口参数 */
512, /* 栈大小 */
4, /* 优先级 */
50 /* 时间片 */
);
/* 创建线程成功，则启动线程 */
if(get_parking_place_thread != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(get_parking_place_thread);
}
else
{
rt_kprintf("Failed to create get_parking_place_thread_entry\r\n");
return;
}
release_parking_place_thread=rt_thread_create("release_parking_place", release_parking_place_thread_entry,
RT_NULL,/* 入口参数 */
512, /* 栈大小 */
3, /* 优先级 */
50 /* 时间片 */
);
/* 创建线程成功，则启动线程 */
if(release_parking_place_thread != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(release_parking_place_thread);
}
else
{
rt_kprintf("Failed to create release_parking_place_thread\r\n");
return;
}
}
复制代码
优先级反转 (M 为信号量 )——来源RT-Thread编程指南
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