threadX 消息队列

1、使用消息列的目的

在ThreadX操作系统下使用消息队列的目的主要有以下几点：

提高CPU利用率：
- 消息队列是RTOS（实时操作系统）中常用的一种数据通信方式，常用于任务与任务之间或是中断与任务之间的数据传递。
- 相比裸机系统中使用全局变量进行数据传递需要不断地轮询标志状态，使用RTOS的消息队列具有任务阻塞机制。当没有需要处理的消息时任务挂起等待消息，此时其他任务可以占用CPU执行其他操作，当有消息放入队列时任务恢复运行进行消息接收和处理。这种消息处理机制相比裸机而言大大地提高了CPU利用率。
数据传递的灵活性：
- ThreadX的消息队列可以传递任意长度的数据，因为它是采用传递数据指针的方式，这使得在数据传递上具有更高的灵活性。
支持紧急消息处理：
- ThreadX的消息队列支持“消息置顶通知”功能，可以将消息放在队列的最前面，使得任务可以及时处理某些紧急消息。
解决线程间的通信问题：
- 消息队列是ThreadX中线程间（以及线程和中断间）通信的主要手段。使用消息队列可以有效管理线程，解决中断服务程序与线程之间消息传递的问题，并且避免了多线程访问冲突的问题。
FIFO机制：
- 消息队列采用FIFO（先进先出）机制，更有利于数据的处理。
异步通信和解耦：
- 与其他消息队列系统类似，ThreadX下的消息队列也允许生产者发送消息后立即继续执行，而消费者可以在适当的时候处理消息，这实现了异步通信。同时，消息队列将生产者和消费者解耦，使它们可以独立扩展和维护。
流量削峰：
- 在高并发场景下，消息队列可以平滑处理流量峰值，避免系统因瞬时压力而崩溃。
可靠性：
- 消息队列通常提供了高度可靠的消息传递保证，确保消息可以被传递一次且仅一次。

综上所述，ThreadX操作系统下使用消息队列的目的是为了提高系统的性能、灵活性、可靠性和可扩展性。

2、Thread X 任务间消息队列的实现

注意消息队列的 send 和recv速度，否则可能会造成消息队列存满的情况
可以在tx_queue_receive函数中设置超时等待

3、中断方式

中断服务程序中调用发送函数，一定要设置超时形参为TX_NO_WAIT。
中断函数的执行时间越短越好，防止其它低于这个中断优先级的异常不能得到及时响应。
实际应用中，建议不要在中断中实现消息处理，用户可以在中断服务程序里面发送消息通知任务，在任务中实现消息处理，这样可以有效地保证中断服务程序的实时响应。同时此任务也需要设置为高优先级，以便退出中断函数后任务可以得到及时执行。

4、消息对列的主要函数

消息队列创建

UINT tx_queue_create(
TX_QUEUE *queue_ptr,  //消息队列控制块
CHAR *name_ptr,            //消息队列名字。
UINT message_size,       //消息队列每个消息的大小
VOID *queue_start,      //消息队列缓冲地址 必须保证此地址4字节对齐
ULONG queue_size)；  //消息缓冲大小，单位字节

消息队列发送函数

UINT tx_queue_send(
TX_QUEUE *queue_ptr,  //消息队列控制块
VOID *source_ptr,         //要发送的数据地址。
ULONG wait_option);   //等待选项

消息队列接收函数

UINT tx_queue_receive(
TX_QUEUE *queue_ptr,   //消息队列控制块
VOID *destination_ptr,    //消息队列复制出来数据的存储地址
ULONG wait_option);     //等待选项

等待选项：如果消息队列空了，这个形参将派上用场：

TX_NO_WAIT (0x00000000)，表示不管消息队列是否空，立即返回。如果在定时器组，初始化或中断里面调用，必须要设置成这个参数。
TX_WAIT_FOREVER (0xFFFFFFFF)，表示永久等待，直到消息队列有数据。
等待时间，范围0x00000001 到 0xFFFFFFFE，单位系统时钟节拍、

5、使用threadX 消息队列的一个例程

5.1. 初始化 ThreadX 和消息队列

首先，需要在 STM32 项目中初始化 ThreadX 和创建消息队列。这通常在启动代码或初始化函数中进行。

#include "tx_api.h"  // 假设你已经初始化了 ThreadX 内核  
TX_THREAD           thread0;  
TX_THREAD           thread1;  
TX_QUEUE            my_queue;  void tx_initialize(void)  
{  // 初始化 ThreadX 内核（这通常是由 ThreadX 的启动函数完成的）  tx_kernel_enter();  // 创建消息队列  tx_queue_create(&my_queue, "My Queue", my_queue_buffer, sizeof(my_queue_buffer), TX_NO_WAIT);  // 创建线程（这里只是示例，你需要定义线程函数和堆栈）  tx_thread_create(&thread0, "Thread 0", thread0_entry, 0, thread0_stack, sizeof(thread0_stack),   16, 16, TX_NO_TIME_SLICE, TX_AUTO_START);  tx_thread_create(&thread1, "Thread 1", thread1_entry, 0, thread1_stack, sizeof(thread1_stack),   16, 16, TX_NO_TIME_SLICE, TX_AUTO_START);  
}  // 消息队列缓冲区  
UINT my_queue_buffer[1024];  // 线程堆栈（需要根据你的需要进行定义）  
UCHAR thread0_stack[STACK_SIZE];  
UCHAR thread1_stack[STACK_SIZE];  // ... 线程函数定义（thread0_entry, thread1_entry）...

5.2. 线程中使用消息队列

在线程函数中，你可以使用 tx_queue_send 和 tx_queue_receive 来发送和接收消息。

void thread0_entry(ULONG thread_input)  
{  UINT status;  ULONG send_message = 1234; // 要发送的消息  while(1)  {  // 发送消息到队列  status = tx_queue_send(&my_queue, &send_message, TX_WAIT_FOREVER);  if (status != TX_SUCCESS)  {  // 错误处理  }  // ... 其他处理 ...  tx_thread_sleep(100); // 休眠一段时间  }  
}  void thread1_entry(ULONG thread_input)  
{  UINT status;  ULONG received_message;  while(1)  {  // 从队列接收消息  status = tx_queue_receive(&my_queue, &received_message, TX_WAIT_FOREVER);  if (status != TX_SUCCESS)  {  // 错误处理  }  // 处理接收到的消息  // ...  tx_thread_sleep(100); // 休眠一段时间  }  
}