VxWorks学习笔记——任务间通信之消息队列

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本文主要对任务间通信机制中的消息队列进行总结介绍。

信号量的同步和互斥机制可以方便、高效地协调人物，但是无法提供完善的响应式交互信息方式。因此引入消息队列。

工作方式

  • 多个任务可以同时操作同一个消息队列或者向其发送消息，或者接收消息。对于ISR，可以设置为不等待（NO_WAIT）的方式向其发送消息。在创建消息队列时，需要指定消息队列长度（最大消息数）以及每条变长消息的最大长度，以及任务的排队方式等。
  • 若多个任务之间需要进行全双工交互，那么最好为每个任务创建一个消息队列（可以理解为每个人物都拥有一个自己的信箱）。

状态

刚创建好的消息队列是空的，此时消息队列处于空状态。向消息队列发送/接收消息，其结果是增加/减少消息队列中消息的数目；当数目达到消息队列长度时，消息队列为满状态。消息队列处于空状态与满状态之间时，统称为非空状态。

常用函数

消息队列的创建

  • 消息队列通过msgQCreate函数来创建，系统将统一分配一个消息队列ID，所有操作都将围绕这个ID进行。

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    MSG_Q_ID msgQCreate
(
    int maxMsgs,	/* 消息队列长度（消息队列中最大消息个数）*/
    int maxMsgLength,	/* 消息队列中消息的最大长度 */
    int options		/* 选项 */
)

  • 选项与信号量类似，有三种取值

    • MSG_Q_PRIORITY：阻塞在消息队列上的所有任务的排队规则为基于任务的优先级
    • MSG_Q_FIFO：阻塞在消息队列上的所有任务的排队规则是先进先出。二者必须二选一
    • MSG_Q_EVENTSEND_ERR_NOTIFY：该选项默认无效，如果需要可以用排队规则用按位或（“ ”）一起使用。设置了此选项时，如果发送失败会返回ERROR

消息队列的删除

  • 消息队列的删除使用函数msgQDelete
  • 该函数仅有一个参数为消息队列ID
  • 该函数执行完毕后，阻塞在该消息队列上的任务，包括足额色在发送队列、接收队列以及等待时间队列上的任务，都将被唤醒，而消息队列的ID此后不再有效。

消息队列的发送

  • 发送调用函数msgQSend，可以将一条消息发送到指定的消息队列。执行后成功返回OK，反之返回ERROR，并利用全局变量errno给出出错原因。

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    STATUS msgQSend
(
	MSG_Q_ID msgQId,	/* 消息队列ID */
    char *buffer,		/* 指向要发送的消息的指针 */
    UINT nBytes, 		/* 消息长度 */
    int timeout,		/* 超时参数，单位为tick */
    int priority		/* MSG_PRI_NORMAL 或 MSG_PRI_URGENT*/
)

  • 当消息队列中有多条消息时，这些消息将在消息队列上排队。一般来说按照FIFO通过消息队列，此时调用参数为MSG_PRI_NORMAL

  • 如果需要将新来的消息插在消息队列头部，需要指定优先级参数为MSG_PRI_URGENT，表明这是一条紧急的消息

  • 当消息队列已满时，任务会阻塞等待消息队列中有空间空出，超时参数给出任务等待超时的时间，以tick为单位。超市之前，一旦任务有机会将消息送入队列，将退出阻塞状态。若直到超时都未送出消息，则任务同样会退出则色状态，但msgQSend会返回ERROR

  • timeout参数有两个特殊的取值

    • NO_WAIT表示调用msgQSend的任务不会被阻塞
    • WAIT_FOREVER表示调用的任务会一直阻塞，直至可以将消息发送至消息队列

消息队列的接收

  • 调用函数为msgQRecive

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    int msgQReceive
(
	MSG_Q_ID msgQId,		/* 消息队列ID */
    char *buffer,			/* 指向接收消息的缓冲的指针 */
    UINT maxNBytes,	 		/* 接收缓冲的字节数 */
    int timeout				/* 超时参数，单位为tick */
)

  • 消息队列非空时，消息队列中的第一条消息会立即被任务取出。

  • 各项参数含义同发送函数

  • ISR不能调用msgQReceive操作
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向消息队列发送或者接收消息时，消息的内容均采用拷贝的方式。因此需要尽量避免使消息队列中每条消息的长度过大，以提高消息队列的操作速度，并节省空间。传送长消息时，可将被传送内容的地址指针作为消息传送。