所谓同步，就是按照一定逻辑顺序执行执行。同步大概有三种方法。
1.信号量，即pv操作，当信号量大于等于0时，可以访问临界区，反之，被挂起。信号量的操作大概有 创建 / 初始化信号量、获取信号量、释放信号量、删除 / 脱离信号量。
rt_sem_t rt_sem_create(const char *name, rt_uint32_t value, rt_uint8_t flag); //信号量的创建
![]()
对于静态信号量对象，它的内存空间在编译时期就被编译器分配出来，放在读写数据段或未初始化数据段上，此时使用信号量就不再需要使用 rt_sem_create 接口来创建它，而只需在使用前对它进行初始化即可。初始化信号量对象可使用下面的函数接口：
![]()
rt_err_t rt_sem_init(rt_sem_t sem, const char *name, rt_uint32_t value, rt_uint8_t flag)//信号量初始化
rt_err_t rt_sem_take (rt_sem_t sem, rt_int32_t time);//获得信号量
当用户不想在申请的信号量上挂起线程进行等待时，可以使用无等待方式获取信号量，无等待获取信号量使用下面的函数接口：
rt_err_t rt_sem_trytake(rt_sem_t sem);
rt_err_t rt_sem_release(rt_sem_t sem);//释放信号量
rt_err_t rt_sem_delete(rt_sem_t sem);//删除信号量
#include
#define THREAD_PRIORITY 25
#define THREAD_TIMESLICE 5
/* 指向信号量的指针 */
static rt_sem_t dynamic_sem = RT_NULL;
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
static char thread1_stack[1024];
static struct rt_thread thread1;
static void rt_thread1_entry(void *parameter)
{
static rt_uint8_t count = 0;
while(1)
{
if(count <= 100)
{
count++;
}
else
return;
/* count 每计数 10 次，就释放一次信号量 */
if(0 == (count % 10))
{
rt_kprintf("t1 release a dynamic semaphore.
");
rt_sem_release(dynamic_sem);
}
}
}
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
static char thread2_stack[1024];
static struct rt_thread thread2;
static void rt_thread2_entry(void *parameter)
{
static rt_err_t result;
static rt_uint8_t number = 0;
while(1)
{
/* 永久方式等待信号量，获取到信号量，则执行 number 自加的操作 */
result = rt_sem_take(dynamic_sem, RT_WAITING_FOREVER);
if (result != RT_EOK)
{
rt_kprintf("t2 take a dynamic semaphore, failed.
");
rt_sem_delete(dynamic_sem);
return;
}
else
{
number++;
rt_kprintf("t2 take a dynamic semaphore. number = %d
" ,number);
}
}
}
/* 信号量示例的初始化 */
int semaphore_sample(void)
{
/* 创建一个动态信号量，初始值是 0 */
dynamic_sem = rt_sem_create("dsem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);
if (dynamic_sem == RT_NULL)
{
rt_kprintf("create dynamic semaphore failed.
");
return -1;
}
else
{
rt_kprintf("create done. dynamic semaphore value = 0.
");
}
rt_thread_init(&thread1,
"thread1",
rt_thread1_entry,
RT_NULL,
&thread1_stack[0],
sizeof(thread1_stack),
THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
rt_thread_startup(&thread1);
rt_thread_init(&thread2,
"thread2",
rt_thread2_entry,
RT_NULL,
&thread2_stack[0],
sizeof(thread2_stack),
THREAD_PRIORITY-1, THREAD_TIMESLICE);
rt_thread_startup(&thread2);
return 0;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(semaphore_sample, semaphore sample);
2.互斥锁
互斥可以看做一个特殊二值信号量
rt_mutex_t rt_mutex_create (const char* name, rt_uint8_t flag);//互斥量的创建
![]()
rt_err_t rt_mutex_delete (rt_mutex_t mutex);//互斥量的创建
rt_err_t rt_mutex_init (rt_mutex_t mutex, const char* name, rt_uint8_t flag)；//互斥量的初始化
![]()
脱离互斥量将把互斥量对象从内核对象管理器中脱离，适用于静态初始化的互斥量。脱离互斥量使用下面的函数接口：
rt_err_t rt_mutex_detach (rt_mutex_t mutex);
线程获取了互斥量，那么线程就有了对该互斥量的所有权，即某一个时刻一个互斥量只能被一个线程持有。获取互斥量使用下面的函数接口：
rt_err_t rt_mutex_take (rt_mutex_t mutex, rt_int32_t time);
![]()
rt_err_t rt_mutex_release(rt_mutex_t mutex);//释放互斥量
eg.示例
#include
#define THREAD_PRIORITY 8
#define THREAD_TIMESLICE 5
/* 指向互斥量的指针 */
static rt_mutex_t dynamic_mutex = RT_NULL;
static rt_uint8_t number1,number2 = 0;
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
static char thread1_stack[1024];
static struct rt_thread thread1;
static void rt_thread_entry1(void *parameter)
{
while(1)
{
/* 线程 1 获取到互斥量后，先后对 number1、number2 进行加 1 操作，然后释放互斥量 */
rt_mutex_take(dynamic_mutex, RT_WAITING_FOREVER);
number1++;
rt_thread_mdelay(10);
number2++;
rt_mutex_release(dynamic_mutex);
}
}
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
static char thread2_stack[1024];
static struct rt_thread thread2;
static void rt_thread_entry2(void *parameter)
{
while(1)
{
/* 线程 2 获取到互斥量后，检查 number1、number2 的值是否相同，相同则表示 mutex 起到了锁的作用 */
rt_mutex_take(dynamic_mutex, RT_WAITING_FOREVER);
if(number1 != number2)
{
rt_kprintf("not protect.number1 = %d, mumber2 = %d
",number1 ,number2);
}
else
{
rt_kprintf("mutex protect ,number1 = mumber2 is %d
",number1);
}
number1++;
number2++;
rt_mutex_release(dynamic_mutex);
if(number1>=50)
return;
}
}
/* 互斥量示例的初始化 */
int mutex_sample(void)
{
/* 创建一个动态互斥量 */
dynamic_mutex = rt_mutex_create("dmutex", RT_IPC_FLAG_FIFO);
if (dynamic_mutex == RT_NULL)
{
rt_kprintf("create dynamic mutex failed.
");
return -1;
}
rt_thread_init(&thread1,
"thread1",
rt_thread_entry1,
RT_NULL,
&thread1_stack[0],
sizeof(thread1_stack),
THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
rt_thread_startup(&thread1);
rt_thread_init(&thread2,
"thread2",
rt_thread_entry2,
RT_NULL,
&thread2_stack[0],
sizeof(thread2_stack),
THREAD_PRIORITY-1, THREAD_TIMESLICE);
rt_thread_startup(&thread2);
return 0;
}
/* 导出到 MSH 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(mutex_sample, mutex sample);
3.事件集
事件集主要用于线程间的同步，与信号量不同，它的特点是可以实现一对多，多对多的同步。即一个线程与多个事件的关系可设置为：其中任意一个事件唤醒线程，或几个事件都到达后才唤醒线程进行后续的处理；同样，事件也可以是多个线程同步多个事件。这种多个事件的集合可以用一个 32 位无符号整型变量来表示，变量的每一位代表一个事件，线程通过 “逻辑与” 或“逻辑或”将一个或多个事件关联起来，形成事件组合。事件的 “逻辑或” 也称为是独立型同步，指的是线程与任何事件之一发生同步；事件 “逻辑与” 也称为是关联型同步，指的是线程与若干事件都发生同步。
RT-Thread 定义的事件集有以下特点：
1）事件只与线程相关，事件间相互独立：每个线程可拥有 32 个事件标志，采用一个 32 bit 无符号整型数进行记录，每一个 bit 代表一个事件；
2）事件仅用于同步，不提供数据传输功能；
3）事件无排队性，即多次向线程发送同一事件 (如果线程还未来得及读走)，其效果等同于只发送一次。
在 RT-Thread 中，每个线程都拥有一个事件信息标记，它有三个属性，分别是 RT_EVENT_FLAG_AND(逻辑与)，RT_EVENT_FLAG_OR(逻辑或）以及 RT_EVENT_FLAG_CLEAR(清除标记）。当线程等待事件同步时，可以通过 32 个事件标志和这个事件信息标记来判断当前接收的事件是否满足同步条件。
当创建一个事件集时，内核首先创建一个事件集控制块，然后对该事件集控制块进行基本的初始化，创建事件集使用下面的函数接口：
rt_event_t rt_event_create(const char* name, rt_uint8_t flag);
![]()
rt_err_t rt_event_send(rt_event_t event, rt_uint32_t set);//发送事件函数
发送事件函数可以发送事件集中的一个或多个事件，如下：
rt_err_t rt_event_send(rt_event_t event, rt_uint32_t set);
接收事件
rt_err_t rt_event_recv(rt_event_t event, rt_uint32_t set, rt_uint8_t option, rt_int32_t timeout, rt_uint32_t* recved);
eg.示例
#include
#define THREAD_PRIORITY 9
#define THREAD_TIMESLICE 5
#define EVENT_FLAG3 (1 << 3)
#define EVENT_FLAG5 (1 << 5)
/* 事件控制块 */
static struct rt_event event;
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
static char thread1_stack[1024];
static struct rt_thread thread1;
/* 线程 1 入口函数 */
static void thread1_recv_event(void *param)
{
rt_uint32_t e;
/* 第一次接收事件，事件 3 或事件 5 任意一个可以触发线程 1，接收完后清除事件标志 */
if (rt_event_recv(&event, (EVENT_FLAG3 | EVENT_FLAG5),
RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVENT_FLAG_CLEAR,
RT_WAITING_FOREVER, &e) == RT_EOK)
{
rt_kprintf("thread1: OR recv event 0x%x
", e);
}
rt_kprintf("thread1: delay 1s to prepare the second event
");
rt_thread_mdelay(1000);
/* 第二次接收事件，事件 3 和事件 5 均发生时才可以触发线程 1，接收完后清除事件标志 */
if (rt_event_recv(&event, (EVENT_FLAG3 | EVENT_FLAG5),
RT_EVENT_FLAG_AND | RT_EVENT_FLAG_CLEAR,
RT_WAITING_FOREVER, &e) == RT_EOK)
{
rt_kprintf("thread1: AND recv event 0x%x
", e);
}
rt_kprintf("thread1 leave.
");
}
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
static char thread2_stack[1024];
static struct rt_thread thread2;
/* 线程 2 入口 */
static void thread2_send_event(void *param)
{
rt_kprintf("thread2: send event3
");
rt_event_send(&event, EVENT_FLAG3);
rt_thread_mdelay(200);
rt_kprintf("thread2: send event5
");
rt_event_send(&event, EVENT_FLAG5);
rt_thread_mdelay(200);
rt_kprintf("thread2: send event3
");
rt_event_send(&event, EVENT_FLAG3);
rt_kprintf("thread2 leave.
");
}
int event_sample(void)
{
rt_err_t result;
/* 初始化事件对象 */
result = rt_event_init(&event, "event", RT_IPC_FLAG_FIFO);
if (result != RT_EOK)
{
rt_kprintf("init event failed.
");
return -1;
}
rt_thread_init(&thread1,
"thread1",
thread1_recv_event,
RT_NULL,
&thread1_stack[0],
sizeof(thread1_stack),
THREAD_PRIORITY - 1, THREAD_TIMESLICE);
rt_thread_startup(&thread1);
rt_thread_init(&thread2,
"thread2",
thread2_send_event,
RT_NULL,
&thread2_stack[0],
sizeof(thread2_stack),
THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
rt_thread_startup(&thread2);
return 0;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(event_sample, event sample);
原作者：且偷浮生半日闲
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