【MiCOKit试用体验】庆科MiCO系统篇（1）MiCO RTOS线程

2015-10-24 16:26:04 7759 无线网络

本帖最后由 gjianw217 于 2015-10-25 15:34 编辑

   在本帖子中，主要分析一下庆科MiCO RTOS的线程，具体包括：
   操作系统中的线程
   MiCO操作系统简述
   MiCO线程关键API
   MiCO线程示例
   MiCO效果

一、操作系统中的线程
   一般通用的操作系统中，进程和线程是重要的概念，现对其作一简单介绍：以下转自：进程与线程的一个简单解释

计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂，时刻在运行。假定工厂的电力有限，一次只能供给一个车间使用。也就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。背后的含义就是，单个CPU一次只能运行一个任务。进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。

一个车间里，可以有很多工人。他们协同完成一个任务。线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。

车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存。可是，每间房间的大小不同，有些房间最多只能容纳一个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存。一个防止他人进入的简单方法，就是门口加一把锁。先到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等锁打开再进去。这就叫"互斥锁"（Mutual exclusion，缩写 Mutex），防止多个线程同时读写某一块内存区域。

还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。这时的解决方法，就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙，出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了，就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做"信号量"（Semaphore），用来保证多个线程不会互相冲突。不难看出，mutex是semaphore的一种特殊情况（n=1时）。也就是说，完全可以用后者替代前者。但是，因为mutex较为简单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用这种设计。

操作系统的设计,如果以多线程形式运行，必须允许单个任务分成不同的部分运行；而且要提供协调机制，一方面防止进程之间和线程之间产生冲突，另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。

二、MiCO操作系统简述
MICO全称为：Micro-controllerbased Internet Connectivity Operatingsystem，即基于微控制器的互联网接入操作系统，它是一个面向智能硬件设计、运行在微控制器（MCU）上的高可靠、可移植的操作系统和中间件开发平台。MICOTM作为针对微控制器（MCU）的物联网应用OS，并不是一个简单的RTOS，而是一个包含大量中间件的软件组件包，它可支持广泛的MCU，加上上海庆科拥有的完整Wi-Fi连接解决方案，可通过内建的云端接入协议、以及丰富的中间件和调试工具，快速开发智能硬件产品。该系统包括了底层的芯片驱动、无线网络协议、射频控制技术、安全、应用框架等模块，同时提供阿里物联平台、移动APP支持、以及生产测试等一系列解决方案和SDK。这使得“软制造”创业者可以简化底层的投入，真正实现产品的网络化和智能化并快速量产。

在庆科的MiCO系统中，通过MiCO RTOS线程控制API可以在系统中定义，创建，控制和销毁线程。

线程的优先级分为10级，从0-9，级数越低，优先级越高。
高优先级的线程可以抢占低优先级线程，如果高优先级线程不能挂起，会导致低优先级的线程无法得到时间去运行。
相同优先级的各个线程通过时间片轮转的方式分时运行，使得这些线程看起来是同时运行的。

在MiCO系统初始化时，会创建一个以函数int application_start(void)为主执行体的线程，该线程的优先级是 7（MICO_APPLICATION_PRIORITY）。
一个线程可以处于以下几种状态：

RUNNING，运行: 线程正在运行中，在同一个时间，MiCO RTOS中之可能有一个线程处于运行状态。
Ready，就绪: 线程已经就绪并且等待运行。一旦当前的运行线程被终止，或者挂起，所有就绪的线程中优先级最高的线程将会变成运行状态。
Suspend，挂起: 线程正在等待事件（一段时间，信号量，互斥锁，消息队列）发生后，转换成就绪状态。
Terminate，终止: 线程处于非活动状态，在MiCO系统的IDLE线程中，所有的非活动状态的线程所拥有的私有资源将会被自动销毁。
共享资源（如通过malloc创建的内存区块）需要通过人工进行销毁。

三、MiCO线程关键API

对于线程的定义，位于SDK_MiCOKit_v2.3.0.2includemico_rtos.h中，主要有以下函数

序号	函数名	功能描述
1	mico_rtos_create_thread	创建并启动一个新的线程
2	mico_rtos_delete_thread	删除进程，使之进入终止状态，并在IDLE线程中清除资源
3	mico_rtos_suspend_thread	挂起一个线程
4	mico_rtos_suspend_all_thread	挂起其它所有线程，始终执行当前线程，并中断OS调度
5	mico_rtos_resume_all_thread	恢复OS调度
6	mico_rtos_thread_join	使当前线程挂起，等待另一个线程终止
7	mico_rtos_thread_force_awake	强制唤醒一个挂起的线程
8	mico_rtos_is_current_thread	查询一个线程当前是否正在运行
9	mico_thread_sleep	使一个线程挂起一段时间，时间单位是：秒
10	mico_thread_msleep	使一个线程挂起一段时间，时间单位是：毫秒

其中，常用的有：

（1）创建并启动一个新线程
OSStatus mico_rtos_create_thread(mico_thread_t* thread, uint8_t priority, const char* name, mico_thread_function_tfunction, uint32_t stack_size, void* arg );
参数1为mico_thread_t（typedef void* mico_thread_t）类型的指针，代表创建的线程句柄；
参数2为代表该线程的优先级，在MiCO中，定义了4种优先级：
#define MICO_NETWORK_WORKER_PRIORITY    (3)
#define MICO_DEFAULT_WORKER_PRIORITY    (5)
#define MICO_DEFAULT_LIBRARY_PRIORITY    (5)
#define MICO_APPLICATION_PRIORITY       (7)
参数3为线程的名字，可任意取，一般定义为一个见名知义的字符串；
参数4为该线程的回调函数，mico_thread_function_t(typedef void (*mico_thread_function_t)( void* arg ))为一函数指针；
参数5为该线程分配的堆栈大小；
参数6为线程向回调函数传递的参数；

（2）删除一个线程
OSStatus mico_rtos_delete_thread(mico_thread_t* thread );
参数代表将要删除的线程句柄，NULL表示当前线程

（3）等待（阻塞）一个线程结束

OSStatus mico_rtos_thread_join(mico_thread_t* thread );
该函数的作用是使当前线程进入睡眠状态，直到指定的线程（输入参数）终止，当前线程才能退出。

四、MiCO线程示例
示例代码参数了官方提供的demo程序，即：
（1）首先宏定义了串口函数，用以输入线程的工作状态
（2）然后创建了两个参数为void *类型，返回类型为void的回调函数，
（3）最后在测试函数中，分别创建了两个线程，分别来响应定义的回调函数
（4）具体代码如下：

#define mico_os_log(M, ...) custom_log("OS", M, ##__VA_ARGS__)
void thread_1(void *arg)
{
UNUSED_PARAMETER(arg);
while(1){
mico_os_log( "This is thread 1" );
mico_thread_sleep( 2 );
}
}
void thread_2(void *arg)
{
UNUSED_PARAMETER(arg);
mico_os_log( "This is thread 2" );
mico_thread_sleep( 4 );
/* Make with terminiate state and IDLE thread will clean resources */
mico_rtos_delete_thread(NULL);
}
void TestMiCOThread(void)//由application_start( )调用
{
OSStatus err = kNoErr;
mico_thread_t t_handler = NULL;
/* Create a new thread */
err = mico_rtos_create_thread( NULL, MICO_APPLICATION_PRIORITY, "Thread 1", thread_1, 500, NULL );
require_noerr_string( err, exit, "ERROR: Unable to start the thread 1." );
while(1){
/* Create a new thread, and this thread will delete its self and clean its resource */
err = mico_rtos_create_thread( &t_handler, MICO_APPLICATION_PRIORITY, "Thread 2", thread_2, 500, NULL );
require_noerr_string( err, exit, "ERROR: Unable to start the thread 2." );
mico_rtos_thread_join( &t_handler );
}
exit:
if( err != kNoErr )
mico_os_log( "Thread exit with err: %d", err );
mico_rtos_delete_thread(NULL);
return ;
}

复制代码

五、运行MiCO效果

2015-10-24 16:26:04　　评论 淘帖0 举报

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0 您好，请问怎么创建多个线程进行调度啊？比如再创建两线程

2015-11-4 22:14:41 评论举报 1^# Murphy

0 ICHLIEBEDICH13 发表于 2015-11-4 22:14 您好，请问怎么创建多个线程进行调度啊？比如再创建两线程 mico_rtos_create_thread它主是创建线程的

2015-11-5 08:54:59 评论举报 2^# gjianw217

0 gjianw217 发表于 2015-11-5 08:54 mico_rtos_create_thread它主是创建线程的创建线程之后在哪里调度啊，什么时候进入睡眠状态，什么情况下唤醒。有点不明白

2015-11-5 20:59:32 评论举报 3^# Murphy

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