FreeRTOS消息隊(duì)列介紹

隊(duì)列是為了任務(wù)與任務(wù)、任務(wù)與中斷之間的通信而準(zhǔn)備的，可以在任務(wù)與任務(wù)、任務(wù)與中斷之間傳遞消息，隊(duì)列中可以存儲(chǔ)有限的、大小固定的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。任務(wù)與任務(wù)、任務(wù)與中斷之間要交流的數(shù)據(jù)保存在隊(duì)列中，叫做隊(duì)列項(xiàng)目。隊(duì)列所能保存的最大數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)量叫做隊(duì)列的長度，創(chuàng)建隊(duì)列的時(shí)候會(huì)指定數(shù)據(jù)項(xiàng)目的大小和隊(duì)列的長度。

通常隊(duì)列采用先進(jìn)先出（FIFO）的存儲(chǔ)緩沖機(jī)制，也就是往隊(duì)列發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候（也叫入隊(duì)）永遠(yuǎn)都是發(fā)送到隊(duì)列的尾部，而從隊(duì)列提取數(shù)據(jù)的時(shí)候（也叫出隊(duì)）是從隊(duì)列的頭部提取的。但是也可以使用

LIFO 的存儲(chǔ)緩沖，也就是后進(jìn)先出，FreeRTOS 中的隊(duì)列也提供了 LIFO 的存儲(chǔ)緩沖機(jī)制。

數(shù)據(jù)發(fā)送到隊(duì)列中會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)拷貝，也就是將要發(fā)送的數(shù)據(jù)拷貝到隊(duì)列中，這就意味著在隊(duì)列中存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)的原始值，而不是原數(shù)據(jù)的引用（即只傳遞數(shù)據(jù)的指針），這個(gè)也叫做值傳遞。UCOS

的消息隊(duì)列采用的是引用傳遞，傳遞的是消息指針。采用引用傳遞的話消息內(nèi)容就必須一直保持可見性，也就是消息內(nèi)容必須有效，那么局部變量這種可能會(huì)隨時(shí)被刪掉的東西就不能用來傳遞消息，但是采用引用傳遞會(huì)節(jié)省時(shí)間?。∫?yàn)椴挥眠M(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝。

采用值傳遞的話雖然會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)拷貝，會(huì)浪費(fèi)一點(diǎn)時(shí)間，但是一旦將消息發(fā)送到隊(duì)列中原始的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)就可以刪除掉或者覆寫，這樣的話這些緩沖區(qū)就可以被重復(fù)的使用。FreeRTOS中使用隊(duì)列傳遞消息的話雖然使用的是數(shù)據(jù)拷貝，但是也可以使用引用來傳遞消息啊，我直接往隊(duì)列中發(fā)送指向這個(gè)消息的地址指針不就可以了！這樣當(dāng)我要發(fā)送的消息數(shù)據(jù)太大的時(shí)候就可以直接發(fā)送消息緩沖區(qū)的地址指針，比如在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量往往都很大的，采用數(shù)據(jù)拷貝的話就不現(xiàn)實(shí)。

1、多任務(wù)訪問

隊(duì)列不是屬于某個(gè)特別指定的任務(wù)的，任何任務(wù)都可以向隊(duì)列中發(fā)送消息，或者從隊(duì)列中提取消息。

2、出隊(duì)阻塞

當(dāng)任務(wù)嘗試從一個(gè)隊(duì)列中讀取消息的時(shí)候可以指定一個(gè)阻塞時(shí)間，這個(gè)阻塞時(shí)間就是當(dāng)任務(wù)從隊(duì)列中讀取消息無效的時(shí)候任務(wù)阻塞的時(shí)間。出隊(duì)就是就從隊(duì)列中讀取消息，出隊(duì)阻塞是針對從隊(duì)列中讀取消息的任務(wù)而言的。

比如任務(wù) A 用于處理串口接收到的數(shù)據(jù)，串口接收到數(shù)據(jù)以后就會(huì)放到隊(duì)列 Q 中，任務(wù) A 從隊(duì)列 Q 中讀取數(shù)據(jù)。但是如果此時(shí)隊(duì)列 Q

是空的，說明還沒有數(shù)據(jù)，任務(wù) A 這時(shí)候來讀取的話肯定是獲取不到任何東西，那該怎么辦呢？任務(wù) A

現(xiàn)在有三種選擇，一：二話不說扭頭就走，二：要不我在等等吧，等一會(huì)看看，說不定一會(huì)就有數(shù)據(jù)了，三：死等，死也要等到你有數(shù)據(jù)！選哪一個(gè)就是由這個(gè)阻塞時(shí)間決定的，這個(gè)阻塞時(shí)間單位是時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)。阻塞時(shí)間為

0 的話就是不阻塞，沒有數(shù)據(jù)的話就馬上返回任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行接下來的代碼，對應(yīng)第一種選擇。如果阻塞時(shí)間為 0~

portMAX_DELAY，當(dāng)任務(wù)沒有從隊(duì)列中獲取到消息的話就進(jìn)入阻塞態(tài)，阻塞時(shí)間指定了任務(wù)進(jìn)入阻塞態(tài)的時(shí)間，當(dāng)阻塞時(shí)間到了以后還沒有接收到數(shù)據(jù)的話就退出阻塞態(tài)，返回任務(wù)接著運(yùn)行下面的代碼，如果在阻塞時(shí)間內(nèi)接收到了數(shù)據(jù)就立即返回，執(zhí)行任務(wù)中下面的代碼，這種情況對應(yīng)第二種選擇。當(dāng)阻塞時(shí)間設(shè)置為portMAX_DELAY

的話，任務(wù)就會(huì)一直進(jìn)入阻塞態(tài)等待，直到接收到數(shù)據(jù)為止！這個(gè)就是第三種選擇。

3、入隊(duì)阻塞

入隊(duì)說的是向隊(duì)列中發(fā)送消息，將消息加入到隊(duì)列中。和出隊(duì)阻塞一樣，當(dāng)一個(gè)任務(wù)向隊(duì)列發(fā)送消息的話也可以設(shè)置阻塞時(shí)間。比如任務(wù) B 向消息隊(duì)列 Q

發(fā)送消息，但是此時(shí)隊(duì)列 Q 是滿的，那肯定是發(fā)送失敗的。此時(shí)任務(wù) B 就會(huì)遇到和上面任務(wù) A 一樣的問題，這兩種情況的處理過程是類似的，只不過一個(gè)是向隊(duì)列 Q

發(fā)送消息，一個(gè)是從隊(duì)列 Q 讀取消息而已。

4、隊(duì)列操作過程圖示