十七、队列

1、基本概念（队列实际上就是一个结构体，可以理解为就是一个数组）

队列：即消息队列，是一种常用于任务间通信的数据结构，队列可以在任务与任务间、中断和任务间传递信息，实现了任务接收来自其他任务或中断的不固定长度的消息。
即在任务或中断服务程序都可以对队列进行操作。

通过消息队列服务，任务或者中断服务例程可以将一条或多条消息放入队列中；同样一个或多个任务可以从消息队列中获得消息。

支持先进先出原则，也支持后进先出原则。

2、使用场景：任务间或任务与中断间传递数据

3、使用队列的好处

（1）休眠唤醒

任务进行休眠时会执行两步：改变状态和队列链表记录这个任务，具体如下所示：

（2）提高CPU利用率

即在使用队列后，拥有了休眠唤醒功能，不须像裸机程序一样不断地去查询是否有数据存在等，从而使CPU能够利用这段时间去做一些更加必要的事情。

4、队列的核心

关中断（来实现互斥）
环形缓存区（即一个数组，存放满了之后再从头开始存放，来保存数据）
链表（记录谁在等待队列，来实现休眠和唤醒）
队列的链表可分为两个，一个是等待读的链表，另一个是等待写的链表（如下所示）

List_t xTasksWaitingToSend;
List_t xTasksWaitingToReceive;

5、动态创建队列——xQueueCreate()

例如：

xQueue = xQueueCreate( 5 , sizeof(int32_t) )

表示创建了一个长度为5、数据大小为4字节的队列。
以前面举例来说，其队列的空间大小是buff的大小加上头部（队列控制块）的大小，而buff的大小为5*4=20个字节。

当消息队列被创建时，系统会为队列控制块分配对应的内存空间，用于保存消息队列的一些信息如消息的存储位置，头指针 pcHead、尾指针 pcTail、消息大小 uxItemSize 以及队列长度 uxLength，以及当前队列消息个数uxMessagesWaiting 等。

6、队列删除函数—— vQueueDelete()

传输进去的实参是要删除队列的句柄。

7、读队列

（1）读队列流程示意图

（2）API函数——xQueueReceive()与xQueueReceiveFromISR()

BaseType_t xQueueReceive( QueueHandle_t xQueue,
 							void * const pvBuffer,
						    TickType_t xTicksToWait );
BaseType_t xQueueReceiveFromISR( QueueHandle_t xQueue,
 								 void *pvBuffer,
								 BaseType_t *pxTaskWoken);

8、写队列

（1）写队列流程

（2）API函数

1）向队尾写入数据

/* 等同于 xQueueSendToBack
* 往队列尾部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为 xTicksToWait
*/
BaseType_t xQueueSend(QueueHandle_t xQueue,
					  const void *pvItemToQueue,
					  TickType_t xTicksToWait );
/* 
* 往队列尾部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为 xTicksToWait
*/
BaseType_t xQueueSendToBack(QueueHandle_t xQueue,
 							const void *pvItemToQueue,
							TickType_t xTicksToWait);
/* 
* 往队列尾部写入数据，此函数可以在中断函数中使用，不可阻塞
*/
BaseType_t xQueueSendToBackFromISR(QueueHandle_t xQueue,
								   const void *pvItemToQueue,
								   BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );

2）向队头写入数据

/* 
* 往队列头部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为 xTicksToWait
*/
BaseType_t xQueueSendToFront( QueueHandle_t xQueue,
							  const void *pvItemToQueue,
							  TickType_t xTicksToWait );
/* 
* 往队列头部写入数据，此函数可以在中断函数中使用，不可阻塞
*/
BaseType_t xQueueSendToFrontFromISR( QueueHandle_t xQueue,
									 const void *pvItemToQueue,
  									 BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken);

9、查询队列

 返回队列中可用数据的个数
*/
UBaseType_t uxQueueMessagesWaiting( const QueueHandle_t xQueue );
/*
* 返回队列中可用空间的个数
*/
UBaseType_t uxQueueSpacesAvailable( const QueueHandle_t xQueue );

10、复位队列

/* pxQueue : 复位哪个队列;
* 返回值: pdPASS(必定成功)
*/
BaseType_t xQueueReset( QueueHandle_t pxQueue);