【IPC工作方式】【互斥量】【信号量】线程间通信方式详解（以RTT操作系统内核源码解析为例）

IPC工作方式分析

实际应用中，需要在线程与线程间，线程与中断之间进行一定的数据通信，

主要分为两种：

• 只需要传递状态，不需要传输具体的数据（同步）
• 需要传输数据

因此，ipc大致可以分为两种：一种是线程间通信；一种是线程间同步。

1. 线程间通信：邮箱，消息队列。
2. 线程间同步：信号量、互斥量、事件集。

邮箱：

​ 邮箱一次仅可传输4个字节数据内容（规定），在32位系统中，4个字节相当于一个指针的大小。

​ 在需要传输较多数据时，创建结构体，使用指针指向的地址的方式传输。

​ 发送和接受都支持阻塞机制。

​ 线程和终端都可以发送邮件，但是中断服务函数不允许任何阻塞，中断发送邮件必须选择非阻塞方式。

​ 终端服务函数不能接收邮件，因为中断不可阻塞。

​ 多个线程可以向同一个邮箱发送和接收邮件。

​ 一个线程可以从任何一个邮箱中接收和发送邮件。

​ 支持FIFO，PRIO两种阻塞唤醒方式。

​ 邮箱中有entery表示邮箱可用邮件数，in_offset,out_offset指针指向邮件存放地址偏移量，指针自加偏移4个字节。初始化为0，线程发送一个邮件到邮箱，entery + 1, in_offset +1, 若邮箱满了则in_offset清0，线程从邮箱接收一个邮件，entery - 1， offset + 1,邮箱空了则in_offset清零。

​ 若邮箱中有邮件，接收线程接收时，其实是复制邮箱中的4字节地址的内容到接收地址中。

​ 如果邮箱发送的是地址，则注定这个地址不能是局部变量的地址，所以发送的邮件不要用局部变量，局部变量如果发送了，那在接受时存放的是这个局部变量的指针，但是可能在接收完这个局部变量时就已经给释放掉了，这个时候就会存在野指针。

​ 邮箱一般传地址的多，所以最好定义全局变量。消息传数据多，不限制局部变量或全局变量，但是也要放心传地址的情况。

消息队列：

​ 消息队列是邮箱的

​ 支持发送紧急消息，将消息放在队列的头部，（正常是放在尾部）。

​ 当空闲消息链表上有空闲消息块时，线程或中断将消息复制到消息块上，然后将该消息块挂载在消息队列的尾部。如果无空闲消息块，要发送消息的线程和线程会收到错误码。

信号量：

​ 信号量是实现线程间通信的机制，实现线程间同步或者临界资源的互斥访问

​ （裸机逻辑：在中断中进行标记，在退出中断之后进行轮询处理）

• RTT信号量控制块：

信号量属于内核对象，也在自身结构中包含内核对象类型的成员，通过该成员将信号量挂到系统对象容器里面。信号量由IPC容器管理。

• 信号量创建函数（create属于动态创建信号量方式）

• RT提供两种信号量创建的方式，对应的初始化函数调用好像也有两种方式，一种是动态创建和初始化，一种是静态创建和初始化。