4.4 队列

基本概念

用户在处理业务时，消息队列提供了异步处理机制，允许将一个消息放入队列，但并不立即处理它，同时队列还能起到缓冲消息作用。

Huawei LiteOS中使用队列数据结构实现任务异步通信工作，具有如下特性：

• 消息以先进先出方式排队，支持异步读写工作方式。

• 读队列和写队列都支持超时机制。

• 发送消息类型由通信双方约定，可以允许不同长度（不超过队列节点最大值）消息。

• 一个任务能够从任意一个消息队列接收和发送消息。

• 多个任务能够从同一个消息队列接收和发送消息。

• 当队列使用结束后，如果是动态申请的内存，需要通过释放内存函数回收。

运作机制

队列控制块

每个队列控制块中都含有队列状态，表示该队列的使用情况：

• OS_QUEUE_UNUSED：队列没有使用

• OS_QUEUE_INUSED：队列被使用

队列运作原理

在队列控制块中维护一个消息头节点位置Head和一个消息尾节点位置Tail来表示当前队列中消息存储情况。Head表示队列中被占用消息的起始位置。Tail表示队列中被空闲消息的起始位置。刚创建时Head和Tail均指向队列起始位置。

写队列时，根据Tail找到被占用消息节点末尾的空闲节点作为数据写入对象。如果Tail已经指向队列尾则采用回卷方式。根据usWritableCnt判断队列是否可以写入，不能对已满（usWritableCnt为0）队列进行写队列操作。

读队列时，根据Head找到最先写入队列中的消息节点进行读取。如果Head已经指向队列尾则采用回卷方式。根据usReadableCnt判断队列是否有消息读取，对全部空闲（usReadableCnt为0）队列进行读队列操作会引起任务挂起。

删除队列时，根据传入的队列ID寻找到对应的队列，把队列状态置为未使用，释放原队列所占的空间，对应的队列控制头置为初始状态。

队列读写数据操作示意图

功能

Huawei LiteOS中Message消息处理模块提供了以下功能。

开发流程

使用队列模块的典型流程如下：

1. 创建消息队列LOS_QueueCreate。

   创建成功后，可以得到消息队列的ID值。

2. 写队列操作函数LOS_QueueWrite。

3. 读队列操作函数LOS_QueueRead。

4. 获取队列信息函数LOS_QueueInfoGet。

5. 删除队列LOS_QueueDelete。

QUEUE错误码

平台差异性

无。

• 系统可配置的队列资源个数是指：整个系统的队列资源总个数，而非用户能使用的个数。例如：系统软件定时器多占用一个队列资源，那么系统可配置的队列资源就会减少一个。

• 调用LOS_QueueCreate 函数时所传入的队列名暂时未使用，作为以后的预留参数。

• 队列接口函数中的入参uwTimeOut是指相对时间。

• LOS_QueueReadCopy和LOS_QueueWriteCopy是一组接口，LOS_QueueRead和LOS_QueueWrite是一组接口，两组接口需要配套使用。

• 鉴于LOS_QueueWrite和LOS_QueueRead这组接口实际操作的是数据地址，用户必须保证调用LOS_QueueRead获取到的指针所指向内存区域在读队列期间没有被异常修改或释放，否则可能会导致不可预知的后果。

实例描述

创建一个队列，两个任务。任务1调用发送接口发送消息；任务2通过接收接口接收消息。

1. 通过LOS_TaskCreate创建任务1和任务2。

2. 通过LOS_QueueCreate创建一个消息队列。

3. 在任务1 send_Entry中发送消息。

4. 在任务2 recv_Entry中接收消息。

5. 通过LOS_QueueDelete删除队列。

编程示例

#include "los_task.h"
#include "los_swtmr.h"
#include "los_hwi.h"
#include "los_queue.h"
#include "los_event.h"
#include "los_typedef.h"
#include "los_api_msgqueue.h"
#include "los_inspect_entry.h"
#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
extern "C" {
#endif /* __cpluscplus */
#endif /* __cpluscplus */
static UINT32 g_uwQueue;
static CHAR abuf[] = "test is message x";
/*任务1发送数据*/
static void *send_Entry(UINT32 uwParam1,
                UINT32 uwParam2,
                UINT32 uwParam3,
{
    UINT32 i = 0,uwRet = 0;
    UINT32 uwlen = sizeof(abuf);
    while (i < API_MSG_NUM)
    {
        abuf[uwlen -2] = '0' + i;
        i++;
        /*将abuf里的数据写入队列*/
        uwRet = LOS_QueueWrite(g_uwQueue, abuf, uwlen, 0);
        if(uwRet != LOS_OK)
        {
            dprintf("send message failure,error:%x\n",uwRet);
        }
        LOS_TaskDelay(5);
    }
    return NULL;
}
/*任务2接收数据*/
static void *recv_Entry(UINT32 uwParam1,
                UINT32 uwParam3,
                UINT32 uwParam4)
{
    UINT32 uwReadbuf;
    UINT32 uwRet = LOS_OK;
    UINT32 uwMsgCount = 0;
    while (1)
    {
        /*读取队列里的数据存入uwReadbuf里*/
        uwRet = LOS_QueueRead(g_uwQueue, &uwReadbuf, 24, 0);
        if(uwRet != LOS_OK)
        {
            dprintf("recv message failure,error:%x\n",uwRet);
            break;
        }
        else
        {
            dprintf("recv message:%s\n", (char *)uwReadbuf);
            uwMsgCount++;
        }
        (void)LOS_TaskDelay(5);
    }
    /*删除队列*/
    while (LOS_OK != LOS_QueueDelete(g_uwQueue))
    {
        (void)LOS_TaskDelay(1);
    }
    dprintf("delete the queue success!\n");
    if(API_MSG_NUM == uwMsgCount)
        uwRet = LOS_InspectStatusSetByID(LOS_INSPECT_MSG,LOS_INSPECT_STU_SUCCESS);
        if (LOS_OK != uwRet)  
        {
            dprintf("Set Inspect Status Err\n");
        }
    }
    else
    {
        uwRet = LOS_InspectStatusSetByID(LOS_INSPECT_MSG,LOS_INSPECT_STU_ERROR);
        if (LOS_OK != uwRet)  
        {
        }
    }
    return NULL;
}
UINT32 Example_MsgQueue(void)
{
    UINT32 uwRet = 0;
    UINT32 uwTask1, uwTask2;
    TSK_INIT_PARAM_S stInitParam1;
    /*创建任务1*/
    stInitParam1.pfnTaskEntry = send_Entry;
    stInitParam1.usTaskPrio = 9;
    stInitParam1.uwStackSize = LOSCFG_BASE_CORE_TSK_DEFAULT_STACK_SIZE;
    stInitParam1.pcName = "sendQueue";
    LOS_TaskLock();//锁住任务，防止新创建的任务比本任务高而发生调度
    uwRet = LOS_TaskCreate(&uwTask1, &stInitParam1);
    if(uwRet != LOS_OK)
    {
        dprintf("create task1 failed!,error:%x\n",uwRet);
        return uwRet;
    }
    /*创建任务2*/
    stInitParam1.pfnTaskEntry = recv_Entry;
    uwRet = LOS_TaskCreate(&uwTask2, &stInitParam1);
    if(uwRet != LOS_OK)
    {
        dprintf("create task2 failed!,error:%x\n",uwRet);
        return uwRet;
    }
    /*创建队列*/
    uwRet = LOS_QueueCreate("queue", 5, &g_uwQueue, 0, 24);
    if(uwRet != LOS_OK)
    {
        dprintf("create queue failure!,error:%x\n",uwRet);
    }
    dprintf("create the queue success!\n");
    LOS_TaskUnlock();//解锁任务，只有队列创建后才开始任务调度
    return LOS_OK;
}

结果验证