消息邮箱和队列的区别和应用

消息队列或邮箱

2007年12月26日星期三下午 01:07

为什么要用：

任务间的通信可以通过全局变量或者信号量来完成。全局变量虽然可以承载通信的内容，但是接收方无法意识到信息的到达，除非发送方向接收方发送一个信号量，或者接收方不断该全局变量；信号量可以立即使接收方知道某个事件的发生，但无法传递具体内容。用信号量进行通信就像我们只拨通别人的手机而不与之通话；用消息队列或者邮箱进行通信则可达到既拨通别人的手机又与之通话的效果。换句话说，消息队列和邮箱可以及时传送事件的内容。

邮箱通信的机理：

发送方通过内核服务把一封邮件投递到邮箱，内核完成投递任务后通知等待列表中的接收方收取邮件。在整个投递过程中，内核充当了邮递员的角色。这里的“邮件”通常是一个指针，接收方可以通过该指针获取邮件内容。

邮箱的基本操作：

内核通常提供如下的邮箱服务：初始化邮箱的内容。邮箱最初可以包含或者不包含邮件。把邮件发送到邮箱（post）。如果邮箱已满，则返回错误信息

（OS_MBOX_FULL)。以“挂起”方式接收邮件（pend）。如果邮箱为空，则把取信者挂起；若超过一定时间邮箱仍为空，则返回超时信息。

以“非挂起”方式接收邮件（accept)。如果邮箱为空，则返回一个空指针。

当希望一次性向某个任务发送多则消息时，邮箱就有点见肘了。因为一个邮箱只能装一封信。把多上邮箱集中到一起管理和使用就变成了消息队列，所以消息队列的操作和邮箱很相似。可以简单地认为，消息队列是邮箱数组。

如果发送者是一对一的方式发送邮件，则等待列表中的优先级最高的任务将获取邮件；如果是以广播的方式发送邮件，则等待该邮件的所有任务将获得此邮件。

/******************************************************************** * 文件名：main.c

* 功能：利用消息队列和邮箱，实现任务间的通讯。

* 说明：观察信息窗口中由jtag_uart输出的信息。

********************************************************************/ #include

#include

#include "includes.h" /* MicroC/OS-II总头文件 */

#include "alt_ucosii_simple_error_check.h" /* 错误处理软件模块 */

#define WAIT_FOREVER 0 /* 超时常数，0表示永远等待 */

#define TASK_STACKSIZE 2048 /* 定义任务栈大小 */

/* 定义各任务任务栈 */

OS_STK initialize_task_stk[TASK_STACKSIZE];

OS_STK msg_sender_stk[TASK_STACKSIZE];

OS_STK msg_receiver1_stk[TASK_STACKSIZE];

OS_STK msg_receiver2_stk[TASK_STACKSIZE];

OS_STK mail_send1_stk[TASK_STACKSIZE];

OS_STK mail_send2_stk[TASK_STACKSIZE];

OS_STK mail_send3_stk[TASK_STACKSIZE];

OS_STK print_task_stk[TASK_STACKSIZE];

/* 分配各任务优先级 */

#define INITIALIZE_TASK_PRIORITY 6

#define PRINT_TASK_PRIORITY 7

#define MSG_SENDER_PRIORITY 8

#define MSG_RECEIVER1_PRIORITY 9

#define MSG_RECEIVER2_PRIORITY 10

#define MAIL_SEND1_PRIORITY 11

#define MAIL_SEND2_PRIORITY 12

#define MAIL_SEND3_PRIORITY 13

/* 定义消息队列 */

#define MSG_QUEUE_SIZE 30 /* 消息队列大小 */ OS_EVENT *msgqueue; /* 消息队列事件指针 */ void *msgqueueTbl[MSG_QUEUE_SIZE]; /* 队列缓冲区 */

/* 定义三个邮箱 */

OS_EVENT *mailbox1;

OS_EVENT *mailbox2;

OS_EVENT *mailbox3;

/* 定义任务状态记录 */

INT32U number_of_messages_sent = 0; /* 发出消息的数

量 */

INT32U number_of_messages_received_task1 = 0; /* 接收任务1收到消息的数量 */

INT32U number_of_messages_received_task2 = 0; /* 接收任务2收到消息的数量 */

/* 局部函数声明 */

intinitOSDataStructs(void); /* 初始化消息队列和邮箱的数据结构 */ intinitCreateTasks(void); /* 初始化任务 */

/* 每5秒打印一次使用消息队列的进行通讯的任务状态信息. */

void PrintTask(void* pdata)

{

while (1)

{

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 5, 0);

printf("********************************************************* ***\n");

printf("The number of messages sent by the

MsgSender: %lu\n",

number_of_messages_sent);

printf("\n");

printf("The number of messages received by the MsgReceiver1: %lu\n", number_of_messages_received_task1);

printf("\n");

printf("The number of messages received by the MsgReceiver2: %lu\n", number_of_messages_received_task2);

printf("********************************************************* ***\n");

printf("\n");

}

}

/* 消息发送任务：将消息通过消息队列广播给所有等待消息的任务，当队列满时，延时1s */

void MsgSender(void* pdata)

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR; /* 系统调用的返回状态 */

INT32U msg = 0; /* 欲发出的消息 */

OS_Q_DATA queue_data; /* 用于保存从消息队列的事件控制块中获取的数据信息 */

while (1)

{

return_code = OSQQuery(msgqueue, &queue_data); /* 查询本消息队列的信息 */

alt_ucosii_check_return_code(return_code); /* 检查系统调用的返回状态 */

if(queue_data.OSNMsgs< MSG_QUEUE_SIZE) /* 查询消息队列是否已满 */

{ /* 消息队列未满，将消息(msg)通过消息队列(msgqueue)广播给所有等待消息的任务*/

return_code = OSQPostOpt(msgqueue, (void *)&msg,

OS_POST_OPT_BROADCAST);

alt_ucosii_check_return_code(return_code); /* 检查系统调用的返回状态 */

msg++; /* 产生新消息 */

number_of_messages_sent++; /* 记录发出消息的条数 */

}

else

{ /* 消息队列已满，延时1s */

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0);

}

}

}

/* 消息接收任务1：每300ms接收一次消息队列的消息*/

void MsgReceiver1(void* pdata)

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR; /* 系统调用的返回状态 */

INT32U *msg; /* 存储接收到的消息 */

while (1)

{ /* 到msgqueue接收消息，如果消息队列为空，则一直等待 */

msg = (INT32U *)OSQPend(msgqueue, WAIT_FOREVER, &return_code);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

number_of_messages_received_task1++; /* 接到消息，计数器加1 */ OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 300); /* 延时300ms */ }

}

/* 消息接收任务1：每1s接收一次消息队列的消息*/

void MsgReceiver2(void* pdata)

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR; /* 系统调用的返回状态 */

INT32U *msg; /* 存储接收到的消息 */

while (1)

{ /* 到msgqueue接收消息，如果消息队列为空，则一直等待 */

msg = (INT32U *)OSQPend(msgqueue, WAIT_FOREVER, &return_code);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

number_of_messages_received_task2++; /* 接到消息，计数器加1 */ OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0); /* 延时

1s */

}

}

/* 邮件发送任务1：从mailbox1中收取信息，把信息加1后发到mailbox2*/ void MailSend1(void* pdata)

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR; /* 系统调用的返回状态 */

INT32U *mbox1_contents; /* 指向邮件内容的指针 */

while (1)

{ /* 从mailbox1接收邮件，如果邮箱为空，则一直等待 */

mbox1_contents = (INT32U *)OSMboxPend(mailbox1, WAIT_FOREVER,

&return_code);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

/* 输出邮件内容，并把内容加1 */

printf("Task1 received the message: %lu in mailbox 1\n",

(*mbox1_contents)++);

printf("Task1 incremented the message and placed it into mailbox 2\n");

printf("\n");

return_code = OSMboxPost(mailbox2,

(void *)mbox1_contents); /* 把邮件发送到mailbox2 */

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

}

}

/* 邮件发送任务2：从mailbox2中收取信息，把信息加1后发到mailbox3*/ void MailSend2(void* pdata)

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR; /* 系统调用的返回状态 */

INT32U *mbox2_contents; /* 指向邮件内容的指针 */

while(1)

{ /* 从mailbox1接收邮件，如果邮箱为空，则一直等待 */

mbox2_contents = (INT32U *)OSMboxPend(mailbox2, WAIT_FOREVER,

&return_code);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

/* 输出邮件内容，并把内容加1 */

printf("Task2 received the message: %lu in mailbox 2\n",

(*mbox2_contents)++);

printf("Task2 incremented the message and placed it into mailbox 3\n");

printf("\n");

/* 把邮件发送到mailbox3 */

return_code = OSMboxPost(mailbox3,(void *)mbox2_contents);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

}

}

/* 邮件发送任务3：从mailbox3中收取信息，把信息加1后发到mailbox1*/ void MailSend3(void* pdata)

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR;

INT32U *mbox3_contents;

while (1)

{

mbox3_contents = (INT32U *)OSMboxPend(mailbox3, WAIT_FOREVER,

&return_code);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

printf("Task3 received the message: %lu in mailbox 3\n",

(*mbox3_contents)++);

printf("Task3 incremented the message and placed it into mailbox 1\n");

printf("\n");

usleep(3000000); /* 延时3000000us */

/* 把邮件发送到mailbox1 */

return_code = OSMboxPost(mailbox1,(void *)mbox3_contents);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

}

}

/* 初始化各子任务 */

void initialize_task(void* pdata)

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR;

INT32U mbox1_contents = 0;

/* 初始化消息队列和邮箱的数据结构 */

initOSDataStructs();

/* 创建个子任务 */

initCreateTasks();

/* 向mailbox1发送一封邮件*/

return_code = OSMboxPost(mailbox1, (void *)&mbox1_contents);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

return_code = OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

while (1);

}

int main (intargc, char* argv[], char* envp[])

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR;

/* 创建父任务 */

return_code = OSTaskCreateExt(initialize_task,

NULL,

&initialize_task_stk[TASK_STACKSIZE], INITIALIZE_TASK_PRIORITY,

INITIALIZE_TASK_PRIORITY,

initialize_task_stk,

TASK_STACKSIZE,

NULL,

0);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

OSStart(); /* 启动OS */

return 0;

}

/* This function simply creates the three Mailboxes */

intinitOSDataStructs(void)

{ /* 初始化邮箱的数据结构 */

mailbox1 = OSMboxCreate((void *)NULL);

mailbox2 = OSMboxCreate((void *)NULL);

mailbox3 = OSMboxCreate((void *)NULL);

/* 初始化消息队列的数据结构 */

msgqueue = OSQCreate(&msgqueueTbl[0], MSG_QUEUE_SIZE);

return 0;

}

intinitCreateTasks(void)

{

INT8U return_code = OS_NO_ERR;

/* 创建打印任务 */

return_code = OSTaskCreateExt(PrintTask,

NULL,

&print_task_stk[TASK_STACKSIZE], PRINT_TASK_PRIORITY,

PRINT_TASK_PRIORITY,

print_task_stk,

TASK_STACKSIZE,

NULL,

0);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

/* 创建MsgSender任务 */

return_code = OSTaskCreateExt(MsgSender,

NULL,

&msg_sender_stk[TASK_STACKSIZE], MSG_SENDER_PRIORITY,

MSG_SENDER_PRIORITY,

msg_sender_stk,

TASK_STACKSIZE,

NULL,

0);

/* 创建MsgReceiver1任务 */

return_code = OSTaskCreateExt(MsgReceiver1,

NULL,

&msg_receiver1_stk[TASK_STACKSIZE], MSG_RECEIVER1_PRIORITY,

MSG_RECEIVER1_PRIORITY,

msg_receiver1_stk,

TASK_STACKSIZE,

NULL,

0);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

/* 创建MsgReceiver2任务 */

return_code = OSTaskCreateExt(MsgReceiver2,

NULL,

&msg_receiver2_stk[TASK_STACKSIZE], MSG_RECEIVER2_PRIORITY,

MSG_RECEIVER2_PRIORITY,

msg_receiver2_stk,

TASK_STACKSIZE,

NULL,

0);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

/* 创建MailSend1任务 */

return_code = OSTaskCreateExt(MailSend1,

NULL,

&mail_send1_stk[TASK_STACKSIZE],

MAIL_SEND1_PRIORITY,

MAIL_SEND1_PRIORITY,

mail_send1_stk,

TASK_STACKSIZE,

NULL,

0);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

/* 创建MailSend2任务 */

return_code = OSTaskCreateExt(MailSend2,

NULL,

&mail_send2_stk[TASK_STACKSIZE],

MAIL_SEND2_PRIORITY,

MAIL_SEND2_PRIORITY,

mail_send2_stk,

TASK_STACKSIZE,

NULL,

0);

/* 创建MailSend3任务 */

return_code = OSTaskCreateExt(MailSend3,

NULL,

&mail_send3_stk[TASK_STACKSIZE], MAIL_SEND3_PRIORITY,

MAIL_SEND3_PRIORITY,

mail_send3_stk,

TASK_STACKSIZE,

NULL,

0);

alt_ucosii_check_return_code(return_code);

return 0;

}

/* This is the end of this file */