(ESP32学习7)双核使用队列进行任务间通信

2023-10-27

这里是调用双核的方法哈，和我们单核使用的方法不兼容，因为有一些函数是不一样的，不通用，但是下一篇博文我会更一篇单核使用队列进行任务间通讯的问题

队列是什么？

队列是可以从一个任务向其他任务以并发安全的方式发送消息的机制，也就是说他的目标是实现任务间的通讯，比如A任务向名为Queue的队列中发布了数据，那么B任务就可以从Queue这个队列中又把数据给取出来，并且，这个数据是复制式的，也就是说把数据复制一份送入队列，B任务取出后对原来A的数据完全不会造成影响（实际上是形象的描述，本质上是通过一系列指针实现的），好了知道一些概念就行了，重要的是知道怎么用

先上代码，然后里面的注释我都注释的非常清楚了，然后再给大家说说一些需要注意的点以及我查资料写这一段代码的一点思考，代码有一点点长但是不要被吓到，其实核心并不多

#include <soc/soc.h> 
#include <soc/rtc_cntl_reg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//这是队列数据结构体，数据是可以以结构体存在的
typedef struct{
  int sender;
  char *msg;
}Data;

//以下句柄名字以x开头，用作双核版本的队列测试
xQueueHandle xqueue0;  //创建的测试队列句柄，我们定义数据为int型
xQueueHandle xqueue1;  //创建的测试队列句柄，我们定义数据为字符串型
xQueueHandle xqueue2;  //创建的测试队列句柄，我们定义数据为结构体型，结构体里面包括一个int型以及一个字符串型
TaskHandle_t xTask0;   //任务0的句柄
TaskHandle_t xTask1;   //任务1的句柄

void Task1(void *pvParameters) {
  //在这里可以添加一些代码，这样的话这个任务执行时会先执行一次这里的内容（当然后面进入while循环之后不会再执行这部分了）
  Data data_send;  //创建一个数据结构体用于发送数据
  data_send.sender = 1314;  //这个数据结构体的整数直接赋值为1314
  BaseType_t xStatus;  //用于状态返回在下面会用到
  BaseType_t xStatus1;
  BaseType_t xStatus2;
  int send_int = 615;
  char send_str[10] = "cx??";
  const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS(100);   // 阻止任务的时间，直到队列有空闲空间 ，应该是如果发送需要阻滞等待（比如队列满了）或者别的情况需要用到的
  while(1)
  {
    vTaskDelay(1200);
    Serial.print("PRO_CPU正在运行：");
    Serial.println(xPortGetCoreID());
    Serial.print("发送任务固定在： ");
    Serial.println(xTaskGetAffinity(xTask0));    //获取任务被固定到哪里，xTask1 就是 Task0任务本身的句柄
    data_send.msg = (char *)malloc(20);  //分配所需的内存空间，并返回一个指向它的指针，里面传入的参数是SIZE。
    memset(data_send.msg, 0, 20);  //清空这个data_send，也就是上面分配的这个空间
    // 从存储区 str2 复制 n 个字节到存储区 str1。 str2就是"hello world" ，str1就是data_send.msg ， strlen("hello world")就是n
    memcpy(data_send.msg, "hello world", strlen("hello world"));  
    xStatus = xQueueSendToFront( xqueue2, &data_send, xTicksToWait );  //发送data_send这个数据结构体到 xqueue2 队列
    
    xStatus1 = xQueueSendToFront( xqueue0, &send_int, xTicksToWait );  //发送send_int这个数据结构体到 xqueue0 队列
    xStatus2 = xQueueSendToFront( xqueue1, &send_str, xTicksToWait );  //发送send_str这个数据结构体到 xqueue1 队列
    if( xStatus == pdPASS && xStatus1 == pdPASS && xStatus2 == pdPASS) {
      Serial.println("send data OK");  // 发送正常 
    }
    Serial.println("******************************************************************");
  }
}
 
void Task2(void *pvParameters) {
  //  这些变量作用与上面相同，只是这里的data_get就是我们从队列里面获取的东西了
  BaseType_t xStatus;
  BaseType_t xStatus1;
  BaseType_t xStatus2;
  const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS(50);  //这里就是用于取数据阻塞了，我觉得本来这种收发就不可能同步，但是应该接收来满足发送，接收速度大于发送速度才行
  Data data_get;
  int get_int;
  char get_str[10];
  while(1)
  {
    vTaskDelay(800);
    Serial.print("APP_CPU正在运行：");
    Serial.println(xPortGetCoreID());
    Serial.print("获取任务固定在：");
    Serial.println(xTaskGetAffinity(xTask1));
    xStatus = xQueueReceive( xqueue2, &data_get, xTicksToWait );  //从队列2中取一条数据
    xStatus = xQueueReceive( xqueue0, &get_int, xTicksToWait );
    xStatus = xQueueReceive( xqueue1, &get_str, xTicksToWait );
    if(xStatus == pdPASS){
      free(data_get.msg);  //释放数据结构体的字符串部分的空间
      Serial.print("获取结构体数据整数部分：");
      Serial.println(data_get.sender);
      Serial.print("获取结构体数据字符串部分：");
      Serial.println(data_get.msg);
      Serial.print("队列零的整数获取：");
      Serial.println(get_int);
      Serial.print("队列1的字符串获取：");
      Serial.println(get_str);
    }
    Serial.println("******************************************************************");
  }
}

void setup() {
  WRITE_PERI_REG(RTC_CNTL_BROWN_OUT_REG, 0);//关闭低电压检测,避免无限重启
  Serial.begin(112500);
  delay(1000);
  Serial.print("获取Setup的优先级： ");
  Serial.println(uxTaskPriorityGet(NULL));  //优先级获取函数
  
  xqueue0 = xQueueCreate( 10, sizeof( int ) );
  xqueue1 = xQueueCreate( 10, sizeof( char[10] ) );
  xqueue2 = xQueueCreate(10, sizeof(Data));
  
  xTaskCreatePinnedToCore(Task1, "Task1", 10000, NULL, 11, &xTask0,  0);  //最后一个参数至关重要，决定这个任务创建在哪个核上.PRO_CPU 为 0, APP_CPU 为 1,或者 tskNO_AFFINITY 允许任务在两者上运行.
  xTaskCreatePinnedToCore(Task2, "Task2", 10000, NULL, 12, &xTask1,  1);  //xTaskGetAffinity(xTask1)  是可以查询到任务被固定到哪里的
  Serial.print("获取xTask0的优先级： ");
  Serial.println(uxTaskPriorityGet(xTask0));  //优先级获取函数
  Serial.print("获取xTask1的优先级： ");
  Serial.println(uxTaskPriorityGet(xTask1));  //优先级获取函数
  if(xqueue0 != NULL && xqueue1 != NULL && xqueue2 != NULL) Serial.println("开始队列测试!!!");
  Serial.println("******************************************************************");
}
 
void loop() {
}

看看结果

在这里插入图片描述

先说说上面这段代码实现了什么

我分别在两个核上创建了一个任务，一个用于向队列发送数据，一个用于向队列接收数据，而队列，我创建了三个，一个是int型的，一个是char[10]，也就是定长字符串型的，还有一个是结构体型，没错，队列不仅可以实现单类型，还可以实现结构体型，结构体里面你可以自己选择用那些形式的数据。

需要注意的点：

其实很多需要注意的点，但是我在代码的注释里面写的非常非常详细了，恨不得每行都给他注释上了，所以看上面的就好，这里我给大家提炼一点：

队列的创建与初始化

xQueueHandle xqueue2;  //创建队列的句柄，详细看上面的代码
xqueue2 = xQueueCreate(10, sizeof(Data));  //这个是初始化队列，Data就是队列的数据类型，允许结构体型
//这个是从队列中读取，xqueue2是队列的句柄，data_get是我们传入的数据，xTicksToWait 是等待时间
xStatus = xQueueReceive( xqueue2, &data_get, xTicksToWait ); 
//下面这个是发送的，传入参数与上面类似
xStatus = xQueueSendToFront( xqueue2, &data_send, xTicksToWait );

最后

感谢大家哈，最近又多了两个粉丝，谢谢，我会继续写下去的，更一段时间的ESP32还要回去再把STM32的补完，之后就开始写阿里云物联网平台的，阿里云服务器可能也会开一个专栏讲讲但那是后事，而且我用那个说实话也用的不多，但是物联网平台一定要用的，所以一定会更的，好了就这样，拜拜

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