RT-Thread之事件集使用示例

事件集（Event）是 RT-Thread 中用于線程間同步的輕量級(jí) IPC 機(jī)制，核心特性是 “多標(biāo)志位” 與 “靈活觸發(fā)”：通過 32 個(gè)事件標(biāo)志位（bit0~bit31）表示不同事件狀態(tài)，支持線程按 “邏輯與（AND）” 或 “邏輯或（OR）” 關(guān)系等待多個(gè)事件，實(shí)現(xiàn)一對多、多對多的線程同步。

一、事件集概述

事件集（Event）是 RT-Thread 中用于線程間同步的輕量級(jí) IPC 機(jī)制，核心特性是 “多標(biāo)志位” 與 “靈活觸發(fā)”：通過 32 個(gè)事件標(biāo)志位（bit0~bit31）表示不同事件狀態(tài)，支持線程按 “邏輯與（AND）” 或 “邏輯或（OR）” 關(guān)系等待多個(gè)事件，實(shí)現(xiàn)一對多、多對多的線程同步。

典型應(yīng)用場景：

線程等待多個(gè)外部觸發(fā)條件（如按鍵按下 + 傳感器數(shù)據(jù)就緒），滿足任意條件或全部條件時(shí)執(zhí)行；
狀態(tài)機(jī)切換同步（如設(shè)備初始化完成 + 網(wǎng)絡(luò)連接成功后，觸發(fā)業(yè)務(wù)線程啟動(dòng)）；
中斷與線程間通信（中斷服務(wù)程序發(fā)送事件，線程等待事件處理異步通知）。

二、事件集核心 API 函數(shù)

事件集的操作圍繞 “創(chuàng)建 / 初始化 / 發(fā)送事件 / 接收事件 / 刪除 / 脫離” 展開，需區(qū)分動(dòng)態(tài)創(chuàng)建（依賴內(nèi)存堆）與靜態(tài)初始化（基于全局 / 靜態(tài)變量），核心函數(shù)與參數(shù)說明如下。

2.1 事件集的創(chuàng)建與初始化

用于完成事件集的初始化工作，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建會(huì)從堆中分配內(nèi)存，靜態(tài)初始化需提前定義全局 / 靜態(tài)事件集對象。

2.1.1 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建

通過函數(shù)從內(nèi)存堆中分配事件集資源，返回事件集句柄用于后續(xù)操作。

rt_event_t rt_event_create(const char *name, rt_uint8_t flag);

name：事件集名稱。
flag：等待隊(duì)列排序方式，可選值為 RT_IPC_FLAG_FIFO（先進(jìn)先出）或 RT_IPC_FLAG_PRIO（按線程優(yōu)先級(jí)排序）。

2.1.2 靜態(tài)初始化

基于已定義的全局 / 靜態(tài)事件集對象進(jìn)行初始化，無需分配堆內(nèi)存。

rt_err_t rt_event_init(rt_event_t event, const char *name, rt_uint8_t flag);

event：提前定義的全局 / 靜態(tài)事件集對象（如 struct rt_event event_test）。
name：事件集名稱，功能同動(dòng)態(tài)創(chuàng)建。
flag：等待隊(duì)列排序方式，功能同動(dòng)態(tài)創(chuàng)建。

2.2 事件的發(fā)送與接收

發(fā)送事件用于設(shè)置事件集中的標(biāo)志位，接收事件用于等待指定標(biāo)志位滿足條件，支持按邏輯關(guān)系觸發(fā)。

2.2.1 發(fā)送事件

設(shè)置事件集中的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)志位，可喚醒等待該事件的線程。

rt_err_t rt_event_send(rt_event_t event, rt_uint32_t set);

event：目標(biāo)事件集句柄 / 對象。
set：待設(shè)置的事件標(biāo)志位（如 0x01 表示 bit0，0x03 表示 bit0 + bit1）。
注意：可在中斷服務(wù)程序（ISR）中調(diào)用，用于通知線程處理異步事件。

2.2.2 接收事件

等待事件集中的指定標(biāo)志位，滿足邏輯關(guān)系（AND / OR）時(shí)喚醒線程，支持超時(shí)機(jī)制。

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);

event：目標(biāo)事件集句柄 / 對象。
set：待等待的事件標(biāo)志位（如 0x03 表示等待 bit0 或 bit1）。
option：對標(biāo)志位的配置，RT_EVENT_FLAG_AND（全部標(biāo)志位滿足）或 RT_EVENT_FLAG_OR（任意標(biāo)志位滿足），也可以選用RT_EVENT_FLAG_CLEAR，表示接收事件后自動(dòng)清除已滿足的標(biāo)志位。
timeout：等待時(shí)間（單位：tick），可選值為 RT_WAITING_FOREVER（永久等待）、0（無等待）或具體數(shù)值。
recved：輸出參數(shù)，用于返回實(shí)際接收到的事件標(biāo)志位（可設(shè)為 RT_NULL）。

2.3 事件集的刪除與脫離

用于回收事件集占用的系統(tǒng)資源，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的事件集需刪除，靜態(tài)初始化的事件集需脫離。

2.3.1 動(dòng)態(tài)刪除

用于銷毀通過 rt_event_create 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的事件集，釋放其占用的堆內(nèi)存。

rt_err_t rt_event_delete(rt_event_t event);

event：動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的事件集句柄。
適用場景：動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的事件集不再使用時(shí)，需調(diào)用此函數(shù)避免內(nèi)存泄漏。

2.3.2 靜態(tài)脫離

用于脫離通過 rt_event_init 靜態(tài)初始化的事件集，僅注銷其在系統(tǒng)中的登記信息，不釋放內(nèi)存。

rt_err_t rt_event_detach(rt_event_t event);

event：靜態(tài)初始化的事件集對象。
適用場景：靜態(tài)事件集不再使用時(shí)，需調(diào)用此函數(shù)釋放系統(tǒng)資源（如等待隊(duì)列）。

三、事件集使用示例

3.1 源代碼

#include "thread_task.h"
#include "main.h"
#include <stdio.h>      
#include "rtthread.h"
#include <rthw.h>

/******************************************** 線程 1 ******************************************************/
#define THREAD_1_PRIORITY  		4           /* 線程優(yōu)先級(jí)（值越小優(yōu)先級(jí)越高） */
#define THREAD_1_STACK_SIZE		512         /* 線程棧空間大小（單位：字節(jié)） */
#define THREAD_1_TIMESLICE		10           /* 線程時(shí)間片個(gè)數(shù)（單位：tick） */
static struct rt_thread *thread_1_handle;    /* 線程句柄 */

/******************************************** 線程 2 ******************************************************/
#define THREAD_2_PRIORITY  		5           /* 線程優(yōu)先級(jí)（低于線程1） */
#define THREAD_2_STACK_SIZE		512         /* 線程棧空間大小 */
#define THREAD_2_TIMESLICE		10           /* 線程時(shí)間片個(gè)數(shù) */
static struct rt_thread *thread_2_handle;    /* 線程句柄 */

/* 靜態(tài)事件集對象（全局定義，提前分配內(nèi)存） */
struct rt_event event_test;
/* 事件標(biāo)志位定義：bit0 表示線程1觸發(fā)事件，bit1 表示線程2觸發(fā)事件 */
#define EVENT1_FLAG    (1 << 0)  /* 0x01 */
#define EVENT2_FLAG    (1 << 1)  /* 0x02 */
#define EVENT3_FLAG    (1 << 2)  /* 0x04 */

/**
 * @brief  LED閃爍函數(shù)（固定閃爍6次，即3個(gè)完整周期）
 * @param  time：每次翻轉(zhuǎn)后的延遲時(shí)間（單位：tick）
 */
void LED_toggle(uint16_t time)
{   
    for(uint8_t i = 0; i < 6; i++)  
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, LED1_Pin);
        rt_thread_delay(time);      
    }
}

/**
 * @brief  線程1入口函數(shù)（高優(yōu)先級(jí)，接收事件觸發(fā)LED慢速閃爍）
 * @param  param：線程參數(shù)（未使用，設(shè)為RT_NULL）
 */
void thread_1_entry(void* param)
{
    rt_uint32_t recved = 0;
    while(1)
    {
        /* 接收事件：等待EVENT1+EVENT2，AND邏輯，永久等待，接收后清除標(biāo)志位 */
        if (rt_event_recv(&event_test, EVENT2_FLAG | EVENT1_FLAG , 
                        RT_EVENT_FLAG_AND | RT_EVENT_FLAG_CLEAR,  // 補(bǔ)充RT_EVENT_FLAG_CLEAR
                        RT_WAITING_FOREVER, &recved) == RT_EOK)
        {
            /* 接收到事件后，慢速閃爍LED（0.5Hz） */  // 修正頻率描述
            LED_toggle(1000);
            rt_event_send(&event_test, EVENT3_FLAG);
        }
    }
}

/**
 * @brief  線程2入口函數(shù)（低優(yōu)先級(jí)，接收事件觸發(fā)LED快速閃爍）
 * @param  param：線程參數(shù)（未使用，設(shè)為RT_NULL）
 */
void thread_2_entry(void* param)
{   
    rt_uint32_t recved = 0;
    while(1)
    {
        /* 接收事件：等待EVENT3_FLAG，AND邏輯，永久等待，接收后清除標(biāo)志位 */  // 修正筆誤
        if (rt_event_recv(&event_test, EVENT3_FLAG, RT_EVENT_FLAG_AND | RT_EVENT_FLAG_CLEAR, RT_WAITING_FOREVER , &recved) == RT_EOK)
        {
            rt_event_send(&event_test, EVENT2_FLAG);
            LED_toggle(100);
            rt_thread_delay(500); 
            LED_toggle(100);
            rt_event_send(&event_test, EVENT1_FLAG);
        }
    }
}

/**
 * @brief  初始化事件集并創(chuàng)建啟動(dòng)線程（先初始化事件集，再啟動(dòng)線程）
 */
void ThreadStart(void)
{
    rt_base_t level = rt_hw_interrupt_disable();  

    /* 靜態(tài)初始化事件集 */
    rt_event_init(
        &event_test,            /* 事件集對象 */
        "event_test",           /* 事件集名稱（用于finsh調(diào)試） */
        RT_IPC_FLAG_FIFO        /* 等待隊(duì)列按FIFO排序 */
    );
    rt_event_send(&event_test, EVENT3_FLAG);

    /* 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建并啟動(dòng)線程1 */
    thread_1_handle = rt_thread_create(
        "thread_1",				/* 線程名稱 */
        thread_1_entry,			/* 線程入口函數(shù) */
        RT_NULL,				/* 線程參數(shù) */
        THREAD_1_STACK_SIZE,	/* 線程棧大小 */
        THREAD_1_PRIORITY,		/* 線程優(yōu)先級(jí) */
        THREAD_1_TIMESLICE  	/* 線程時(shí)間片 */
    );
    if (thread_1_handle != RT_NULL)
        rt_thread_startup(thread_1_handle);  

    /* 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建并啟動(dòng)線程2 */
    thread_2_handle = rt_thread_create(
        "thread_2",				/* 線程名稱 */
        thread_2_entry,			/* 線程入口函數(shù) */
        RT_NULL,				/* 線程參數(shù) */
        THREAD_2_STACK_SIZE,	/* 線程棧大小 */
        THREAD_2_PRIORITY,		/* 線程優(yōu)先級(jí) */
        THREAD_2_TIMESLICE  	/* 線程時(shí)間片 */
    );
    if (thread_2_handle != RT_NULL)
        rt_thread_startup(thread_2_handle);  

    rt_hw_interrupt_enable(level);  
}

3.2 代碼執(zhí)行流程

初始化：初始化事件集（rt_event_init）并發(fā)送 EVENT3_FLAG，啟動(dòng)線程 1（高優(yōu)）、線程 2（低優(yōu)）；
線程 1 阻塞：線程 1 等EVENT1+EVENT2，不滿足→阻塞；
線程 2 執(zhí)行：接收EVENT3（清標(biāo)志）→發(fā)EVENT2→快速閃爍→發(fā)EVENT1；
線程 1 喚醒：EVENT1+EVENT2滿足→搶占 CPU→慢速閃爍→發(fā)EVENT3；
閉環(huán)循環(huán)：線程 1 阻塞→線程 2 再執(zhí)行，重復(fù)步驟 3-4。

3.3 核心同步效果

標(biāo)志位無殘留：RT_EVENT_FLAG_CLEAR自動(dòng)清位；
LED 規(guī)律：線程 2→5Hz 快速閃，線程 1→0.5Hz 慢速閃；
優(yōu)先級(jí)生效：線程 1 僅阻塞時(shí)，線程 2 才執(zhí)行。

四、關(guān)鍵設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

事件標(biāo)志位的復(fù)用：事件集的標(biāo)志位被接收后默認(rèn)不清除，需通過 rt_event_recv 的返回值手動(dòng)記錄狀態(tài)，或在接收時(shí)通過 RT_EVENT_FLAG_CLEAR 選項(xiàng)自動(dòng)清除；
中斷中安全使用：rt_event_send 可在中斷服務(wù)程序中調(diào)用（無阻塞操作），但 rt_event_recv 禁止在中斷中使用（可能導(dǎo)致阻塞）；
避免事件丟失：若多個(gè)線程發(fā)送同一事件，標(biāo)志位會(huì)被重復(fù)設(shè)置（無累計(jì)計(jì)數(shù)），需確保接收線程能及時(shí)處理；
初始化時(shí)機(jī)：靜態(tài)事件集必須在線程啟動(dòng)前完成初始化，避免線程接收未初始化的事件集；
邏輯關(guān)系選擇：根據(jù)場景選擇 RT_EVENT_FLAG_AND（需全部事件滿足）或 RT_EVENT_FLAG_OR（任意事件滿足），避免邏輯錯(cuò)誤導(dǎo)致線程無法喚醒。

總結(jié)

本文詳細(xì)解析了 RT-Thread 事件集的核心特性、API 函數(shù)與實(shí)操示例，重點(diǎn)說明了多事件標(biāo)志位如何實(shí)現(xiàn)線程間靈活同步。通過靜態(tài)初始化事件集、雙線程交替觸發(fā) LED 閃爍的案例，驗(yàn)證了事件集在復(fù)雜同步場景中的有效性。實(shí)際開發(fā)中，需結(jié)合業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)標(biāo)志位邏輯，合理使用超時(shí)機(jī)制與清除選項(xiàng)，確保系統(tǒng)同步的可靠性與實(shí)時(shí)性。

posted @ 2025-10-27 19:37 比特向陽閱讀(8) 評(píng)論(0) 收藏舉報(bào)

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