Free RTOS学习笔记 - 队列，信号量，互斥量，事件组，任务通知

一、队列

1、队列的特点

        数据的操作采用先进先出的方法（FIFO），写数据时放到尾部，读数据时从头部开始读取。

        也可以强制写队列头部，但不会覆盖头部数据。

        队列中每个数据的大小时固定的。

        创建队列时要指定长度，数据大小。

2、队列的使用

在创建队列时，会创建两个链表，分别存放等待数据的任务和等待向队列中写的数据，buf中存放队列的数据。

1）创建队列

#define xQueueCreate( uxQueueLength, uxItemSize )    xQueueGenericCreate( ( uxQueueLength ), ( uxItemSize ), ( queueQUEUE_TYPE_BASE ) )
//uxQueueLength 队列长度
//uxItemSize 每个项大小

可以看到xQueueXCreat()最后调用的是xQueueGenericCreate()。

创建队列时，会创建几个指针，pcHead始终指向头部，不会移动；pcWriteto在初始化时指向头部，后面指向要写入的下一个位置；pcReadFrom指向上一次读的位置，使用前要指向这一次读的位置。

2）向队列中写入数据

//向队列中写数据
#define xQueueSend( xQueue, pvItemToQueue, xTicksToWait ) \
    xQueueGenericSend( ( xQueue ), ( pvItemToQueue ), ( xTicksToWait ), queueSEND_TO_BACK )
//向队列尾部写数据
#define xQueueSendToBack( xQueue, pvItemToQueue, xTicksToWait ) \
    xQueueGenericSend( ( xQueue ), ( pvItemToQueue ), ( xTicksToWait ), queueSEND_TO_BACK )
//向队列首部写数据
#define xQueueSendToFront( xQueue, pvItemToQueue, xTicksToWait ) \
    xQueueGenericSend( ( xQueue ), ( pvItemToQueue ), ( xTicksToWait ), queueSEND_TO_FRONT )
//向队列尾部写数据，可以在中断函数中使用，不可阻塞
#define xQueueSendToBackFromISR( xQueue, pvItemToQueue, pxHigherPriorityTaskWoken ) \
    xQueueGenericSendFromISR( ( xQueue ), ( pvItemToQueue ), ( pxHigherPriorityTaskWoken ), queueSEND_TO_BACK )
//向队列头部写数据，可以在中断函数中使用，不可阻塞
#define xQueueSendToFrontFromISR( xQueue, pvItemToQueue, pxHigherPriorityTaskWoken ) \
    xQueueGenericSendFromISR( ( xQueue ), ( pvItemToQueue ), ( pxHigherPriorityTaskWoken ), queueSEND_TO_FRONT )

向队列中写数据，默认就是向队列尾部写数据；向队列头部写数据实际上是队列其他数据不变，然后写到pcReadFrom的位置，pcReadFrom向后移动一个位置，这样就写到了头部，下一次读取的就是这个数据。

3）从队列中读数据

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

4）查询

查询队列中有多少个数据，有多少剩余空间。

//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 )

5）覆盖/偷看

当队列长度为1时，可以使用xQueueOverwrite()或xQueueOverwriteFromISR()来覆盖数据。队列长度必须为1，当队列满时，这些函数会覆盖里面的数据，这也意味着这些函数不会被阻塞。

#define xQueueOverwrite( xQueue, pvItemToQueue ) \
    xQueueGenericSend( ( xQueue ), ( pvItemToQueue ), 0, queueOVERWRITE )

#define xQueueOverwriteFromISR( xQueue, pvItemToQueue, pxHigherPriorityTaskWoken ) \
    xQueueGenericSendFromISR( ( xQueue ), ( pvItemToQueue ), ( pxHigherPriorityTaskWoken ), queueOVERWRITE )

偷看时不会移除数据，这些函数会从队列中复制出数据。这样意味着如果队列中没有数据，这些函数将会一直阻塞，一旦队列中有数据，每次偷看都会成功。

BaseType_t xQueuePeek( QueueHandle_t xQueue,
                       void * const pvBuffer,
                       TickType_t xTicksToWait )

BaseType_t xQueuePeekFromISR( QueueHandle_t xQueue,
                              void * const pvBuffer )

3、队列集

顾名思义，队列集就是队列的集合，当接收程序想从多个队列中读取数据的时候，如果采用轮训的方式会导致效率低下，可以假设要从mouse，key，touch，三个队列中读取数据，当三个队列中某个队列由数据写入的时候，就会将其句柄放入到Queue_Set中，当从队列集中读取数据的时候，只需获取到其句柄，然后从其对应的队列中读取数据即可。

使用队列集的步骤如下：

	//1.创建队列集
	xQueueSet  = xQueueCreateSet(4);
	//2.添加联系
	xQueueAddToSet(xQueueHandle1,xQueueSet);
	xQueueAddTo