一：隊列的讀寫

對于隊列，我們只要理解它就是一個環形緩沖區，然后還可以去休眠、喚醒，就可以了。

1.寫數據的時候，如果沒有空間自己就休眠

2.讀數據的時候，如果沒有數據自己就休眠

3.寫數據成功之后，如果有其他任務在等待數據，就把它喚醒

4.讀數據成功之后，如果有其他任務在等待空間，就把它喚醒

比環形緩沖區多了：休眠和喚醒的操作。

我們再來回顧一下怎么去創建一個隊列：

這里，故意把這個程度改為4，來看看會發生什么事。

我們要關注的是這個圖片里面黃色的那兩個變量;

一個是寫位置：pcWriteTo，另一個是讀位置：pcReadFrom。

怎么寫數據呢？假設初始情況和寫了一個數據后，分別如下：

1.寫到哪里去？pcWriteTo

2.寫完之后，pcWriteTo指向下一個位置

那怎么讀數據？假設初始情況和寫了一個數據后，分別如下：

1.pcReadFrom先調整為指向下一個位置

2.再從pcReadFrom讀出一個元素

讀出數據之后，數據還保存在隊列里， 但是指針位置變了，所以之前的那些數據并不會再次讀出來，也就相當于之前的數據被廢棄了。

讀和寫的時候，都是使用memcpy，那么復制多長的數據呢？

創建隊列的時候就指定有每一個元素有多長。

二：隊列的休眠和喚醒

下面我們來看看休眠和喚醒的操作。

寫隊列、讀隊列的操作是很類似的。

休眠的時間可以設置成：0、portMAX_DELAY、某個值

0的話就表示不休眠：成就成，不成就拉倒。

通過返回值來判斷是否成功：

上一次課我們講了寫隊列的操作，今天我們來講讀隊列。

其實大家英文好的話，看這個代碼，它的注釋都很完善：

他會判斷一下時間到了沒有。

時間沒到，并且隊列是空的，那顯然得不到數據，那就休息一下。

怎么休息呢？

1.當前任務，要把自己放到隊列的某個鏈表去

2.當前任務，把自己從ready list放到delay list

假設想去讀數據，但是沒有數據，則會被放到隊列的xTasksWaitingToReceive上。

為什么要把當前任務放到隊列的xTasksWaitingToReceive鏈表？

這里是登記一下，等待的數據來了可以喚醒這個任務。

這里會涉及三個鏈表：

1.我在等待數據，那別人怎么知道你在等待數據？就需要把自己放到隊列的xTasksWaitingToReceive鏈表

2.我要休眠，怎么休眠？把自己從ready list放到delay list

再強調一下，超時時間，不影響排隊的位置：

三：隊列的常規應用

隊列的常規應用：

1.寫到隊列的尾部

2.從隊列的頭部讀到數據

就是先寫到隊列的數據，會被先讀出來，FIFO，先進先出，這是常規用法。

我們還可以覆蓋地寫：

1.隊列長度是1，也就是里面只會有一個元素

2.寫了第1個數據之后，還可以繼續寫第2個數據、第3個數據

本來，如果隊列已經滿了，是無法再寫入新的數據的，但是可以用另外一個函數：

這函數就是覆蓋的寫：要注意，你能使用這個函數，前提是隊列的長度只有1。

既然是覆蓋的寫：那就是原來里面的數據會被覆蓋。

從上面圖可以看出來，一般的隊列操作時，隊列沒有滿才可以寫數據。

但是如果使用了xQueueOverwrite，即使隊列滿了也可以寫數據。

我們看到了覆蓋：寫的時候比較特殊，

還有一個操作：讀的時候比較特殊。

讀的時候，本來應該是這樣的，先移動讀位置，讀到數據：

對于xQueuePeek，他是這樣的：

這兩個特殊的寫操作、讀操作，組合起來就可以得到一個“郵箱”。

我覺得這個郵箱取名并不好，也許是因為“櫥窗”會更好。

他的適用場景是這樣：

A、B、C、D 4個學習委員，去買報紙。

只要有一個人能夠買到報紙，全班所有的同學都可以寫“實事作文”。

ABCD這些任務，就可以調用：xQueueOverwrite。

其他同學，就可以調用：xQueuePeek。

在這個場景里面， A買到了報紙，其他同學都可以看到這個報紙，B買到了報紙，其他同學都可以看到這個報紙。

我們根本不在乎是誰買到了報紙，誰買到都可以，這個報紙是共享的，誰都可以看到。

四：隊列的使用

我們來看看隊列在什么情況下使用。

這就是隊列的使用場景，左邊生產數據，右邊消費數據。

在我們的項目里，就可以使用隊列，

我們用環形緩沖區的地方，就可以改成使用隊列。

我們在使用這些函數時，要注意使用的位置。

這些函數有兩個版本：

1.在任務里面使用

2.在中斷函數里面使用(有FromISR后綴)

五：晚課學員提問

1. 問： 老師，多個隊列休眠，放入xTaskWaitingToReceive隊列里面時候，在隊列里面的排序是在哪里？

答： 在隊列里面如果有多個任務都在等待數據，誰排在最前面？

1.誰先來排隊，誰就排在前面

2.誰的優先級更高，他就可以插隊

列表項，里面有一個xItemValue，會先根據這個詞在鏈表里面找到一個位置，再把它插到鏈表里去。

總之在鏈表里面會根據優先級來排放那些任務，如果優先級相同，就會放到同優先級的任務的后面。

舉個例子：

在上面的圖里，有7個任務在等待數據。

這時候，有一個優先級為3的任務也來等待數據，它在哪里排隊？

那如果再有一個優先級為2的任務來等待數據，他插在哪里？

使用這種方法，就可以保證：

1.優先級高的任務，排前面

2.優先級相同的任務，按照函數調用時間來排

2. 問： freeRTOS 如果在同一優先級的任務，是不是有沒搶斷了？只能鏈表時間片來輪詢？

答： 沒錯，同優先級的任務，只能輪詢。

3. 問： 各種不同的輸入，輸入的數據大小不一樣，怎么應對這種情況呢？

答： 我們創建隊列的時候就指定了元素的大小，我們去讀寫隊列時，都是使用memcpy。

所以，假設數據源有A和B。

A本來只需要寫一個字節， B需要寫100個字節。

你偏要使用同一個隊列來處理A和B提供的數據，那就只能犧牲一些效率，浪費一些空間。

對于A，即使只需要寫一個字節，也需要那么memcpy 100個字節

4. 問： 老師，任務的優先級怎么配置比較合適，比如有三個task，task1，task2，task3。task1負責采集數據發送給task2處理，task2處理完數據后發給task3進行對外發送。頻率都是100HZ。

答： 他們有依賴關系，也就是說有前后關系，所以優先級不重要。

如果：task2出來的過程總，允許task1采集數據，那么，task1的優先級更高。

在實際的開發過程中：task1 > task2 > task3

task1優先級最高,確保了數據不會丟失，

task2 > task3 ： task2處理完之后，task3才能處理

5. 問： xQueueReceive的最開頭，有個判斷時間到沒到，這個是怎么判斷的，從哪里算是start的時間？

答： 不是在開頭判斷時間，隊列中沒有數據才判斷時間。

6. 問：

答：

中斷函數要考慮一點：要盡快執行。

我們假設在中斷里面寫隊列：

1.寫入了數據

2.導致一個優先級非常高的任務從阻塞變為了就緒

3.會馬上調度嗎？

4.不會，我的中斷都還沒執行完呢

5.怎么做？記錄下來：

6.等中斷處理完了，才去觸發調度

為什么要這么做呢？

我們反過來假設：在中斷里面，沒處理完中斷就要去調度、切換任務。

1.如果這個中斷函數里面有兩個循環，第1個循環會去切換任務A，第2個循環要去切換任務B

2.應該把它匯聚起來，只去執行一次切換：只在最后時刻切換任務B

你切換任務A，中斷高于任務，沒有用，還不如等到中斷處理完的時候，再去挑出優先級最高的任務B，這樣只需要切換一次。

7. 問： 老師，3個任務的優先級那個，可不可以這樣思考：如果讀任務的優先級高，那么隊列中就只能寫入一個數據了，所以一般都要寫任務優先級高，這樣隊列才有可能寫滿。

答： 還是要具體分析。

1.不想讓數據丟失，寫任務優先級就要高

2.數據丟失沒關系，一旦得到數據，就要全力處理：這個時候寫任務的優先級可以調低

對于第2種情況，其實挺普遍的。

我們在屏幕上按下某個按鈕之后，他就卡死了，實際上是在進行數據的處理。

在處理數據的過程中，你再去點擊屏幕也沒有任何作用，處理完數據之后，你之前點擊屏幕那些動作也沒有任何作用。

8. 問： 中斷可以不能被任務打斷，是不是可以因為中斷沒有TCB(調度器只認識TCB)，無法保存現場和恢復現場？但是中斷可以被中斷打斷，是因為中斷可以使用主堆棧保存現場和恢復現場(不同中斷服務函數之間使用的主堆棧是連續的)？老師可以這樣理解嗎？

答： 中斷可以被打斷，中斷不可以阻塞。

不是這個原因，這是由硬件決定的。

任務運行的時候，一旦發生了中斷， CPU就一定會去執行中斷

在執行中斷的過程中，有什么理由暫停中斷的處理、去執行任務呢？

9. 問： 中斷里調度會發生什么？

答：

中斷里調度，只會去設置pxCurrentTCB，并不會運行任務。

我們反過來假設：在中斷里面，沒處理完中斷就要去調度、切換任務。

如果這個中斷函數里面有3個循環，

第1個循環會去切換任務A，pxCurrentTCB = task A

第2個循環要去切換任務B, pxCurrentTCB = task B

第3個循環要去切換任務C, pxCurrentTCB = task C

前面兩個循環毫無意義，你去設置pxCurrentTCB也沒有用，中斷沒執行完都不會去執行任務。

所以，在中斷里調用xQueueSendToBackFromISR時，只會設置一個變量，表示說“需要調度”

等中斷處理完，再設置pxCurrentTCB等于最高優先級的任務。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【RTOS训练营】队列的读写、休眠和唤醒、常规应用、使用和晚课提问的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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