物联网嵌入式系统：RT_Thread线程的时间片和线程优先等级学习

1.介绍

在多线程种有两个重要的参数：线程的时间片和线程优先等级，分别描述了线程竞争CPU资源的能力和持有CPU时间长短的能力。

2.线程的时间片：

约束线程单次运行时长，其一个运行时间片单位等于一个系统节拍(os_Tick)
假设有 2 个优先级相同的就绪态线程 A 与 B，A 线程的时间片设置，那么当系统中不存在比 A 优先级高的就绪态线程时，
系统会在 A、B 线程间来回切换执行。
通过时间片轮询机制可以保证同等优先级任务能够轮流的使用CPU资源。

3.线程优先等级：

RT-Thread 线程的优先级是表示线程被调度的优先程度。每个线程都具有优先级，线程越重要，赋予的优先级就应越高，- 线程被调度的可能才会越大。
RT-Thread 最大支持 256 个线程优先级 (0~255)，数值越小的优先级越高，0 为最高优先级。在一些资源比较紧张的系统中，可以根据实际情况选择自定义个优先级的系统配置；对于 ARM Cortex-M系列，普遍采用 32 个优先级。
最低优先级默认分配给空闲线程使用，用户一般不使用。在系统中总是让具有最高优先等级的就绪任务优先运行。
当有比当前线程优先级更高的线程就绪时，当前线程将立刻被换出，高优先级线程抢占处理器运行。通过优先级抢占机制最大限度的满足了系统的实时性。

RT-Thread 最大支持256个优先级，数字越小优先级越高，在STM32种RT_Thread默认设置位32个优先等级。
用户可以在rt_config.h种设置RT_THREAD_PRIORITY_MAX宏来设置线程支持的最大优先等级数，
能创建线程的数量与平台特性相关。

 

4.线程的时间片例程：

参考官网

 
 /*
 * 程序清单：相同优先级线程按照时间片轮番调度
 *
 * 这个例子中将创建两个线程，每一个线程都在打印信息
 * 
 */

#include <rtthread.h>

#define THREAD_STACK_SIZE	1024
#define THREAD_PRIORITY	    20
#define THREAD_TIMESLICE    10

/* 线程入口 */
static void thread_entry(void* parameter)
{
    rt_uint32_t value;
    rt_uint32_t count = 0;

    value = (rt_uint32_t)parameter;
    while (1)
    {
        if(0 == (count % 5))
        {           
            rt_kprintf("thread %d is running ,thread %d count = %d\n", value , value , count);      

            if(count > 200)
                return;            
        }
         count++;
     }  
}

int timeslice_sample(void)
{
    rt_thread_t tid;
    /* 创建线程1 */
    tid = rt_thread_create("thread1", 
                            thread_entry, (void*)1, 
                            THREAD_STACK_SIZE, 
                            THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE); 
    if (tid != RT_NULL) 
        rt_thread_startup(tid);


    /* 创建线程2 */
    tid = rt_thread_create("thread2", 
                            thread_entry, (void*)2,
                            THREAD_STACK_SIZE, 
                            THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE-5);
    if (tid != RT_NULL) 
        rt_thread_startup(tid);
    return 0;
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(timeslice_sample, timeslice sample);

5.优先等级例程

参考官网

 
 /*
 * 程序清单：时间片相同优先等级不同的两个线程
 *
 * 这个例子中将创建两个线程，每一个线程都在打印信息
 * 
 */

#include <rtthread.h>

#define THREAD_STACK_SIZE	1024
#define THREAD_PRIORITY_20  20
#define THREAD_PRIORITY_10  10
#define THREAD_TIMESLICE    10

/* 线程入口 */
static void thread_entry(void* parameter)
{
    rt_uint32_t value;
    rt_uint32_t count = 0;

    value = (rt_uint32_t)parameter;
    while (1)
    {
        if(0 == (count % 5))
        {           
            rt_kprintf("thread %d is running ,thread %d count = %d\n", value , value , count);      

            if(count > 1000)
                return;            
        }
         count++;
     }  
}

int timeslice_sample(void)
{
    rt_thread_t tid;
    /* 创建线程1 */
    tid = rt_thread_create("thread1", 
                            thread_entry, (void*)1, 
                            THREAD_STACK_SIZE, 
                            THREAD_PRIORITY_20, THREAD_TIMESLICE); 
    if (tid != RT_NULL) 
        rt_thread_startup(tid);


    /* 创建线程2 */
    tid = rt_thread_create("thread2", 
                            thread_entry, (void*)2,
                            THREAD_STACK_SIZE, 
                            THREAD_PRIORITY_10, THREAD_TIMESLICE);
    if (tid != RT_NULL) 
        rt_thread_startup(tid);
    return 0;
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(timeslice_sample, timeslice sample);