RT-Thread之消息队列使用示例
消息队列（Message Queue）是一种异步通信机制，其核心功能是：
- 解耦生产者和消费者：发送方和接收方无需同时在线
- 缓冲与流量整形：应对瞬时流量过载
- 优先级处理：支持紧急消息插队
典型案例：
在RT-Thread中，中断服务程序（ISR）通过rt_mq_send非阻塞发送传感器数据，消费者线程按需从队列读取数据，避免ISR因等待导致实时性下降。
一、消息队列API函数
1、消息队列的创建
- 动态创建消息队列
rt_mq_t rt_mq_create(const char *name,
rt_size_t msg_size,
rt_size_t max_msgs,
rt_uint8_t flag)
- 静态创建消息队列
rt_err_t rt_mq_init(rt_mq_t mq,
const char *name,
void *msgpool,
rt_size_t msg_size,
rt_size_t pool_size,
rt_uint8_t flag)
2、消息的发送
发送消息时，从空闲消息链表取一个空闲消息块，把消息复制到该消息块，然后把消息块挂到消息队列尾部。消息的发送有以下三种：
- 直接发送消息
队列中有空闲消息块时，才能成功发送消息，否则返回错误。
rt_err_t rt_mq_send(rt_mq_t mq, const void *buffer, rt_size_t size)
- 等待发送消息
如果队列中没有可用的空闲消息块，会根据timeout参数等待，超时后才返回错误。
rt_err_t rt_mq_send_wait(rt_mq_t mq,
const void *buffer,
rt_size_t size,
rt_int32_t timeout)
- 紧急发送消息
它会把消息块放在消息队列的头部，以便这个消息能被第1时间读取。
rt_err_t rt_mq_urgent(rt_mq_t mq, const void *buffer, rt_size_t size)
3、消息的接收
当队列有消息时，使用收消息函数，可以从队列接收消息；如果没有消息，根据指定的 timeout 参数等待，直到超时结束。
rt_err_t rt_mq_recv(rt_mq_t mq,
void *buffer,
rt_size_t size,
rt_int32_t timeout)
4、消息队列的脱离/删除
- 删除使用 rt_mq_create()创建的队列
rt_err_t rt_mq_delete(rt_mq_t mq)
- 脱离使用 rt_mq_init()初始化的队列
rt_err_t rt_mq_detach(rt_mq_t mq)
二、创建消息队列示例
1、创建消息队列
/* 使用静态创建（确定内存占用） */
struct rt_messagequeue mq_static;
uint8_t msgpool[96]; /* 消息数量计算：96/(RT_ALIGN(2,4)+4)=12条消息 */
rt_mq_init(
&mq_static, /* 消息队列对象的句柄 */
"smq", /* 消息队列的名字 */
msgpool, /* 内存池指向的地址 */
2, /* 每一个消息占2字节 */
96, /* 内存池的大小 */
RT_IPC_FLAG_FIFO); /* 选择线程唤醒的顺序方式 */
/* 使用动态创建（灵活调整） */
rt_mq_t mq_dynamic = rt_mq_create(
"dmq", /* 消息队列名称 */
2, /* 每一个消息大小 */
12, /* 消息数量 */
RT_IPC_FLAG_FIFO); /* 选择线程唤醒的顺序方式 */
2、完整示例
#include "thread_task.h"
#include "main.h"
#include <stdio.h>
#include "rtthread.h"
#include <rthw.h>
/******************************************** 线程 1 ******************************************************/
#define THREAD_1_PRIORITY 4 /* 进程优先级 */
#define THREAD_1_STACK_SIZE 512 /* 进程栈空间大小 */
#define THREAD_1_TIMESLICE 10 /* 进程执行时间片个数 */
static struct rt_thread *thread_1_handle; /* 进程句柄 */
/******************************************** 线程 2 ******************************************************/
#define THREAD_2_PRIORITY 5 /* 进程优先级 */
#define THREAD_2_STACK_SIZE 512 /* 进程栈空间大小 */
#define THREAD_2_TIMESLICE 10 /* 进程执行时间片个数 */
static struct rt_thread *thread_2_handle; /* 进程句柄 */
/* 消息队列 */
rt_mq_t mq_test;
/**
* @brief 线程1入口函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void thread_1_entry(void* param)
{
uint8_t buffer[2];
while(1)
{
rt_mq_recv(mq_test, buffer, 2, 0xffffffff);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, LED1_Pin);
rt_thread_delay(4000); /* 精准延时1000时间片 */
}
}
/**
* @brief 线程2入口函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void thread_2_entry(void* param)
{
uint8_t text[2] = {0,1};
while(1)
{
text[0] ++;
rt_mq_send_wait(mq_test, text, 2, 0xffff);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, LED2_Pin);
rt_thread_delay(200);
}
}
/**
* @brief 动态创建线程任务并启动
* @param 无
* @retval 无
*/
void ThreadStart(void)
{
rt_base_t level = rt_hw_interrupt_disable();
/* 动态创建线程 */
thread_1_handle = rt_thread_create(
"thread_1", /* 线程句柄名称*/
thread_1_entry, /* 函数入口 */
RT_NULL, /* 入口函数参数 */
THREAD_1_STACK_SIZE, /* 线程栈大小 */
THREAD_1_PRIORITY, /* 线程优先级 */
THREAD_1_TIMESLICE /* 线程时间片大小 */
);
rt_thread_startup(thread_1_handle); /* 启动线程 */
thread_2_handle = rt_thread_create(
"thread_2", /* 线程句柄名称*/
thread_2_entry, /* 函数入口 */
RT_NULL, /* 入口函数参数 */
THREAD_2_STACK_SIZE, /* 线程栈大小 */
THREAD_2_PRIORITY, /* 线程优先级 */
THREAD_2_TIMESLICE /* 线程时间片大小 */
);
rt_thread_startup(thread_2_handle); /* 启动线程 */
/* 动态创建一个消息队列 */
mq_test = rt_mq_create(
"mq_test", /* 消息队列名称 */
2, /* 消息大小 */
12, /* 消息数量 */
RT_IPC_FLAG_FIFO /* 选择线程唤醒的顺序方式 */
);
rt_hw_interrupt_enable(level);
}
执行流程如下:
- 初始阶段
- 线程1立即阻塞等待消息（队列空）
- 线程2开始高频发送（每200 ticks发送1次）
- 队列填满阶段
- 线程2发送12条消息后队列满 →
rt_mq_send_wait()开始阻塞 - 系统进入双阻塞状态（线程1和2均挂起）
- 线程2发送12条消息后队列满 →
- 恢复同步阶段
- 线程1的rt_thread_delay(4000)到期后：
- 消费1条消息 → 释放1个队列空间
- 唤醒线程2继续发送
- 稳定状态：每4000 ticks消费1条，线程2每200 ticks补充1条
- 线程1的rt_thread_delay(4000)到期后：
浙公网安备 33010602011771号