【RT-Thread】消息队列

RT-Thread 学习笔记

消息队列

概述

消息队列是一种常用的线程间通讯方式，用来传输数据。
可以应用在多种场合：线程间的消息交换、中断服务程序给线程发送数据。

• 消息队列可以包含若干个消息。
• 每个消息可以容纳的数据大小是一样的 。
• 创建消息队列时就要指定长度(消息个数)、消息的数据大小 。
• 数据的操作采用先进先出的方法(FIFO，First In First Out)：写数据时放到 尾部，读数据时从头部读
• 也可以把紧急的数据写到消息队列的头部

简单总结图：

详细图：

使用消息队列传输数据时有两种方法：

• 拷贝：把数据、把变量的值复制进消息队列里
• 引用：把数据、把变量的地址复制进消息队列里

消息队列函数

使用消息队列的流程：创建/初始化消息队列、发送消息队列、接收消息队列、删除/
脱离消息队列。

创建/初始化

消息队列的创建有两种方法：动态分配内存、静态分配内存，

• 动态分配内存：rt_mq_create，消息队列的内存在函数内部动态分配
• 静态分配内存：rt_mq_init，消息队列的内存要事先分配好

rt_mq_create()函数原型如下：

rt_mq_t rt_mq_create(const char* name, rt_size_t msg_size,
 						rt_size_t max_msgs, rt_uint8_t flag);

参数	说明
name	消息队列的名字
msg_size	消息队列每个消息的大小：以字节为单位
max_msgs	消息队列最多能存放多少个消息
flag	消息队列采用的等待方式： RT_IPC_FLAG_FIFO 或 RT_IPC_FLAG_PRIO
返回值	消息队列对象的句柄：成功，返回句柄，以后使用句柄来操作消息队列 RT_NULL：失败

rt_mq_init()函数原型如下：

rt_err_t rt_mq_init(rt_mq_t mq, const char* name,void *msgpool, 
					rt_size_t msg_size,rt_size_t pool_size, rt_uint8_t flag);

参数	说明
mq	消息队列对象的句柄
name	消息队列的名字
msgpool	指向存放消息的缓冲区的指针
msg_size	消息队列每个消息的大小：以字节为单位
pool_size	存放消息的缓冲区大小
flag	消息队列采用的等待方式： RT_IPC_FLAG_FIFO 或 RT_IPC_FLAG_PRIO
返回值	非 0：成功，返回句柄，以后使用句柄来操作消息队。NULL：失败，因为 pxQueueBuffer 为 NULL

删除/脱离

不再使用一个消息队列时：

• 删除它：rt_mq_delete()，只能删除使用 rt_mq_create()创建的队列
• 脱离它：rt_mq_detach()，只能脱离使用 rt_mq_init()初始化的队列

**删除消息队列的函数为 rt_mq_delete()，它会释放内存。**原型如下：

rt_err_t rt_mq_delete(rt_mq_t mq);

删除消息队列时，如果有线程在等待该队列，则内核会先唤醒这些线程（线程返回值
是 - RT_ERROR），然后再释放消息队列使用的内存，最后删除消息队列对象。

**脱离消息队列，就是将消息队列对象被从内核对象管理器中脱离。**原型如下：

rt_err_t rt_mq_detach(rt_mq_t mq);

脱离消息队列时，如果有线程在等待该队列，则内核会先唤醒这些线程（线程返回值
是 - RT_ERROR）。

RT-Thread 有三个发送消息的函数：

• rt_mq_send() 发送消息
• rt_mq_send_wait() 等待方式发送消息
• rt_mq_urgent() 发送紧急消息
  线程或者中断服务程序都可以往消息队列写入消息。

发送消息时，从空闲消息链表取一个空闲消息块，把消息复制到该消息块，然后把消息块挂到消息队列尾部。

使用 rt_mq_send()发送消息时，队列中有空闲消息块时，才能成功发送消息，否则返回错误码(-RT_EFULL)。
使用 rt_mq_send_wait()发送消息时，如果队列中没有可用的空闲消息块，会根据
timeout 参数等待，超时后才返回错误。
使用 rt_mq_urgent()发送消息时，也要先得到空闲消息块，它会把消息块放在消息队列的头部，以便这个消息能被第 1 时间读取。

发送消息的函数原型如下：

rt_err_t rt_mq_send (rt_mq_t mq, void* buffer, rt_size_t size);

参数	说明
mq	消息队列对象的句柄
buffer	消息内容
size	消息大小
返回值	RT_EOK：发送成功。RT_EFULL：消息队列满。RT_ERROR：发送消息长度大于队列中消息的最大长度

等待方式发送消息的函数原型如下：

rt_err_t rt_mq_send_wait(rt_mq_t mq,const void *buffer,
							rt_size_t size,rt_int32_t timeout);

参数	说明
mq	消息队列对象的句柄
buffer	消息内容
size	消息大小
timeout	超时时间
返回值	RT_EOK：发送成功。RT_EFULL：消息队列满。RT_ERROR：发送消息长度大于队列中消息的最大长度

发送紧急消息的函数原型如下：

rt_err_t rt_mq_urgent(rt_mq_t mq, void* buffer, rt_size_t size);

参数	说明
mq	消息队列对象的句柄
buffer	消息内容
size	消息大小
返回值	RT_EOK：发送成功。RT_EFULL：消息队列满。RT_ERROR：发送消息长度大于队列中消息的最大长度

收消息

当队列有消息时，使用收消息函数，可以从队列接收消息。
如果没有消息，根据指定的 timeout 参数等待，直到超时结束。

函数原型如下：

rt_err_t rt_mq_recv (rt_mq_t mq, void* buffer,rt_size_t size, rt_int32_t timeout);

参数	说明
mq	消息队列对象的句柄
buffer	消息内容
size	消息大小
timeout	超时时间
返回值	RT_EOK：发送成功。RT_EFULL：消息队列满。RT_ERROR：发送消息长度大于队列中消息的最大长度