20190924（4 补）RT-Thread 线程管理理论部分（1）

你的名字 2023-10-10 09:58 5阅读 0赞

##### 前言： #####

准备：[官网][Link 1]  
1 去官网进入 《Keil MDK模拟器STM32F103体验包》  
2 根据教程安装 Keil 并下载例程

##### 目的： #####

1 了解什么是线程  
2 RT-Thread 线程相关理论内容说明

##### 正文： #####

###### 什么是线程和进程 ######

以企业举例：  
每个企业可以视为一个进程，企业与企业之间相互独立，他们都由内核管理。  
每个企业内部的部门可以视为多个功能不一样的线程，它们需要处理各自部门的工作，相互之间可以视为独立的。

由此，可以说明线程就是一个应用程序通过多个线程各自处理不同的任务，从而实现任务的分解和执行。这样做最主要的好处就是逻辑上，各个线程相互独立则逻辑关系简单而且明确，便于调试和执行。

###### 嵌入式实时操作系统的线程 ######

市面上主流的操作系统主要是分为两种：  
1 像 RT-Thread 这样的实时操作系统  
2 像 Linux / Windows 这类分时操作系统

其主要区别就在于线程的优先级上，在实时操作系统中，优先完成准备完毕的高优先级线程的任务，同级别的再按照CPU的占有时间公平分配；而分时操作系统中，所有用户线程理论上优先级是一致的，这些线程公平的占用CPU工作时间。

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##### RT-Thread 线程管理的相关基础内容说明 #####

1 线程的状态

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>状态</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>初始状态</td> 
   <td>当线程刚开始创建还没开始运行时就处于初始状态；在初始状态下，线程不参与调度。此状态在 RT-Thread 中的宏定义为 RT_THREAD_INIT</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>就绪状态</td> 
   <td>在就绪状态下，线程按照优先级排队，等待被执行；一旦当前线程运行完毕让出处理器，操作系统会马上寻找最高优先级的就绪态线程运行。此状态在 RT-Thread 中的宏定义为 RT_THREAD_READY</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>运行状态</td> 
   <td>线程当前正在运行。在单核系统中，只有 rt_thread_self() 函数返回的线程处于运行状态；在多核系统中，可能就不止这一个线程处于运行状态。此状态在 RT-Thread 中的宏定义为 RT_THREAD_RUNNING</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>挂起状态</td> 
   <td>也称阻塞态。它可能因为资源不可用而挂起等待，或线程主动延时一段时间而挂起。在挂起状态下，线程不参与调度。此状态在 RT-Thread 中的宏定义为 RT_THREAD_SUSPEND</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>关闭状态</td> 
   <td>当线程运行结束时将处于关闭状态。关闭状态的线程不参与线程的调度。此状态在 RT-Thread 中的宏定义为 RT_THREAD_CLOSE</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2 线程优先级  
最大： 0~255  
实际： 8/32 个优先级配置 （其中最低优先级默认分配给空闲线程（处理CPU等待时候的事情））

3 线程入口函数  
1）无限循环模式

void thread_entry (void *parameter) {
        while (1) {
            //事件内容
        }
    }

**注意：必须有 “延时函数”或 “主动挂起”这两种操作避免线程一直处于死循环中，没有让渡 CPU 使用权**

如果没有 while(1) 这个操作，该函数所在线程会在任务执行完毕之后，被内核自动删除；所以这样的目的就是为了让这个线程一直被系统循环调度运行

2）有限次循环模式

static void thread_entry (void *parameter) {
        //任务
    }

说明：

1.  static 放在函数前面是为了声明该函数只能够在当前文件被调用。（注意 C++ 中不推荐这种用法）  
    2 这类线程一旦执行完毕之后就会被删除

4 线程栈（相关堆和栈的内容百度）  
1）这个线程栈需要被创建  
2）初期可以设为 1K / 2K 字节后期可通过 list\_thread 命令确定具体使用量再进行修改  
3）用于保存当前线程上下文信息（大白话：切菜的时候来个电话，你接完电话需要重新拿起菜刀，从上次切好的地方开始继续切菜）线程栈中存储的就是，电话来时切菜当前的状态

5 空闲线程的作用  
1 死循环，永远不能被挂起，用于维持程序运转  
2 RT-Thread 在空闲线程中回收系统资源  
3 运行用户的钩子函数（如看门狗、功耗管理等）

6 线程管理 4 个组成

创建/初始化  rt_thread_create/init()
    启动              rt_thread_startup()
    运行              rt_thread_delay/control()
    删除/脱离     rt_thread_delete/detach()

注意：

1.  用户手动创建栈 需做 系统对齐（后面历程详见）

7 线程管理其他 API 列表

1.  rt\_thread\_self(void); 获取当前线程
2.  rt\_thread\_yield(void); 让出处理器资源
3.  rt\_thread\_sleep() / rt\_thread\_delay() /rt\_thread\_mdelay() 均用于在一定时间内挂起线程
4.  rt\_thread\_suspend() 挂起线程（仅用于了解，交给系统处理为佳）
5.  rt\_thread\_resume() 恢复线程
6.  rt\_thread\_control() 控制线程（包括调整优先级）  
    共有三个指令（调整优先级/关闭线程/启动线程）
7.  rt\_thread\_idle\_sethook() 设置钩子函数
8.  rt\_thread\_idel\_delhook() 删除钩子函数  
    注意：钩子函数由 void rt\_scheduler\_sethook() 调用

[Link 1]: https://www.rt-thread.org/document/site/