RTT学习-信号量、互斥量、事件集

一、先看三者怎么选

一句话记忆：

要计数，用信号量；
要加锁，用互斥量；
要组合多个条件，用事件集。

二、信号量：可计数的“通行证”

可以把信号量理解成停车场的空车位数量：

• 获取一个信号量：空位数减 1；

• 释放一个信号量：空位数加 1；

• 数值为 0 时：申请线程等待。

核心接口：

rt_sem_take(sem, timeout);  /* 获取，成功返回 RT_EOK */
rt_sem_release(sem);        /* 释放 */

timeout 的单位是 OS Tick，也可以使用 RT_WAITING_FOREVER 一直等待。

信号量常见的两种用法：

• 初始值为 0：用于线程间通知；

• 初始值大于 0：表示可同时使用的资源数量。

等待队列支持：

• RT_IPC_FLAG_FIFO：先等待的线程先获得信号量；

• RT_IPC_FLAG_PRIO：优先级更高的等待线程先获得信号量。

信号量没有所有权，释放者不一定是获取者。因此它适合通知和计数，但保护共享资源时通常更推荐互斥量。

三、互斥量：带所有权的“门锁”

互斥量用于保护临界区：线程进入前加锁，离开后解锁，其他线程必须等待。

if (rt_mutex_take(mutex, RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK)
{
   /* 安全访问共享资源 */
​
   rt_mutex_release(mutex);
}

互斥量有三个重要特点：

什么是优先级翻转

假设低优先级线程 L 持有互斥量，高优先级线程 H 等待该互斥量。此时如果中优先级线程 M 不断抢占 L，H 也会被间接拖延。

RT-Thread 会临时提高 L 的优先级，让它尽快完成临界区并释放互斥量；释放后，L 恢复原优先级。这就是优先级继承。

临界区应尽量短，不要在持有互斥量时进行长时间延时或阻塞操作。

课件说明，互斥量创建接口中的 flag 参数已不再区分 FIFO 和 PRIO，内核按优先级方式处理。

四、事件集：用位表示多个条件

事件集使用一个 32 位无符号整数保存事件，每一位代表一个事件：

#define EVENT_KEY1 (1U << 0)
#define EVENT_KEY2 (1U << 1)

发送事件：

rt_event_send(event, EVENT_KEY1);

接收事件时可以选择不同的组合条件。

等任意一个事件：OR

rt_event_recv(event,
             EVENT_KEY1 | EVENT_KEY2,
             RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVENT_FLAG_CLEAR,
             RT_WAITING_FOREVER,
             &received);

KEY1 或 KEY2 任意一个发生，线程就会被唤醒。

等全部事件：AND

rt_event_recv(event,
             EVENT_KEY1 | EVENT_KEY2,
             RT_EVENT_FLAG_AND | RT_EVENT_FLAG_CLEAR,
             RT_WAITING_FOREVER,
             &received);

只有 KEY1 和 KEY2 都发生，线程才会被唤醒。

三个选项的作用：

事件集只传递“是否发生”，不传递具体数据，也不记录同一事件发生了多少次。同一事件在被读取前连续发送多次，效果仍等同于一次。

五、创建与删除接口

三种内核对象都支持静态和动态创建，接口必须正确配对：

静态方式由用户提供控制块；动态方式由系统从堆中分配控制块。

六、三者关键区别

如果需要在线程之间传输具体数据，应使用消息队列、邮箱等通信机制，而不是事件集。

七、常见易错点

八、总结

初学时只需抓住三条主线：