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rtthread 任务调度原理（原创版）目录1.RT-Thread 简介2.任务调度原理3.RT-Thread 的任务管理4.RT-Thread 的任务调度方式5.总结正文RT-Thread 是我国自主研发的一款面向物联网和嵌入式系统的实时操作系统。
其全称是 Real-Time Thread，意指实时线程。
RT-Thread 具有小巧轻量、可扩展性强、实时性能优异等特点，广泛应用于各种物联网设备和嵌入式系统中。
一、RT-Thread 简介RT-Thread 操作系统的底层是基于线程调度的，它将任务调度作为核心功能，以满足物联网设备对实时性能的高要求。
在 RT-Thread 中，任务调度原理是基于优先级和时间片轮转的。
通过这种原理，RT-Thread 可以实现对多个任务的公平调度和高效运行。
二、任务调度原理RT-Thread 的任务调度原理主要包括两个方面：任务优先级和时间片轮转。
1.任务优先级：RT-Thread 中的任务分为多个优先级，从高到低依次为：高优先级、中优先级和低优先级。
优先级高的任务会优先被执行，优先级相同的任务按照先进先出（FIFO）的顺序执行。
2.时间片轮转：RT-Thread 中的任务执行时间是有限的，每个任务都有一个时间片。
当时间片用完时，任务会被挂起，下一个优先级较高的任务会立即执行。
任务调度器会根据任务的优先级和时间片轮转来调度任务，以实现多个任务的公平和高效执行。
三、RT-Thread 的任务管理RT-Thread 的任务管理主要包括任务的创建、删除、挂起和恢复等操作。
1.任务创建：在 RT-Thread 中，开发者可以通过调用特定的 API 函数创建任务。
创建任务时，需要指定任务的优先级、执行函数、任务参数等。
2.任务删除：当任务完成或不再需要时，可以通过调用 API 函数删除任务。
3.任务挂起：当任务的时间片用完时，任务会被挂起。
挂起后的任务会从就绪队列中移除，等待下一个时间片到来时再执行。
【RTX操作系统教程】第7章任务管理第7章 任务管理对于初学者，特别是对于没有RTOS基础的同学来说，了解RTX的任务管理⾮常重要，了解任务管理的⽬的就是让初学者从裸机的，单任务编程过渡到带OS的，多任务编程上来。
搞清楚了这点，那么RTX学习就算⼊门了。
本章教程配套的例⼦含Cortex-M3内核的STM32F103和Cortex-M4内核的STM32F407。
7.1 单任务系统7.2 多任务系统7.3 任务设置7.4 任务栈设置7.5 系统栈设置7.6 栈溢出检测7.7 RTX初始化和启动7.9 任务删除7.10 空闲任务7.11实验例程说明7.12 总结7.1 单任务系统学习多任务系统之前，我们先来回顾下单任务系统的编程框架，即裸机时的编程框架。
裸机编程主要是采⽤超级循环（super-loops）系统，⼜称前后台系统。
应⽤程序是⼀个⽆限的循环，循环中调⽤相应的函数完成相应的操作，这部分可以看做后台⾏为，中断服务程序处理异步事件，这部分可以看做是前台⾏为。
后台也可以叫做任务级，前台也叫作中断级。
图7.1 单任务系统对于前后台系统的编程思路主要有以下两种⽅式：7.1.1 查询⽅式对于⼀些简单的应⽤，处理器可以查询数据或者消息是否就绪，就绪后进⾏处理，然后再等待，如此循环下去。
对于简单的任务，这种⽅式简单易处理。
但⼤多数情况下，需要处理多个接⼝数据或者消息，那就需要多次处理，如下⾯的流程图所⽰：⽤查询⽅式处理简单的应⽤，效果⽐较好，但是随着⼯程的复杂，采⽤查询⽅式实现的⼯程就变的很难维护，同时，由于⽆法定义查询任务的优先级，这种查询⽅式会使得重要的接⼝消息得不到及时响应。
⽐如程序⼀直在等待⼀个⾮紧急消息就绪，如果这个消息后⾯还有⼀个紧急的消息需要处理，那么就会使得紧急消息长时间得不到执⾏。
7.1.2 中断⽅式对于查询⽅式⽆法有效执⾏紧急任务的情况，采⽤中断⽅式就有效的解决了这个问题，下⾯是中断⽅式简单的流程图：采⽤中断和查询结合的⽅式可以解决⼤部分裸机应⽤，但随着⼯程的复杂，裸机⽅式的缺点就暴露出来了u 必须在中断(ISR)内处理时间关键运算：l ISR 函数变得⾮常复杂，并且需要很长执⾏时间。
一、概述RT-Thread是一个开源的嵌入式实时操作系统，它具有微内核架构和高度可裁剪性。
在RT-Thread中，线程调度是实现多任务处理的关键部分。
本文将介绍RT-Thread的线程调度原理，以及其在实时操作系统中的应用。
二、RT-Thread线程调度概述1. 线程在RT-Thread中，线程是进行任务调度和管理的基本单元。
每个线程都具有自己的堆栈空间和上下文环境。
通过线程的创建、运行和销毁，实现对各种任务的分配和调度。
2. 线程调度器线程调度器是RT-Thread的核心组件之一，负责根据线程的优先级、状态和时间片等信息对线程进行调度，以确保系统中的各个任务得到合理的执行。
3. 调度策略RT-Thread中采用了优先级抢占式调度策略，即优先级高的线程可以抢占优先级低的线程的CPU资源。
这种调度策略能够确保高优先级任务的及时响应，并且避免了低优先级任务长时间占用CPU资源的情况。
三、RT-Thread线程调度原理1. 线程控制块（TCB）每个线程在RT-Thread中都有对应的线程控制块（TCB），TCB中保存了线程的状态、优先级、堆栈指针和其他运行时信息。
线程被创建时，系统会为其分配对应的TCB，并将其加入到就绪队列中。
2. 调度器调度器是用来决定哪个线程获得CPU资源并运行的组件。
RT-Thread 中的调度器会根据线程的优先级和当前状态，选择合适的线程进行调度。
3. 就绪队列和延迟队列就绪队列是存放所有可运行线程的队列，而延迟队列是存放因某种原因暂时不能运行的线程的队列。
调度器会根据优先级从就绪队列中选择线程进行调度，而延迟队列中的线程则会在满足条件后被移动到就绪队列中。
四、RT-Thread线程调度实现1. 自旋锁在RT-Thread中，为了保证线程调度的原子性，通常会使用自旋锁来进行线程的互斥访问。
使用自旋锁可以确保在多线程环境中对共享资源的访问不会发生冲突。
2. 中断在嵌入式系统中，中断是一种常见的事件响应机制。
rtthread任务调度原理rt-thread是一个开源的实时操作系统，广泛应用于嵌入式系统中。
它具有高效的任务调度机制，能够有效地管理和调度系统中的各个任务。
本文将从任务调度的原理和实现方式两个方面介绍rt-thread任务调度的工作原理。
一、任务调度的原理rt-thread采用的是抢占式的优先级调度算法。
此算法通过为每个任务分配优先级，并根据优先级来决定任务的执行顺序。
具体来说，rt-thread将任务划分为两种类型：线程和实时线程。
线程是最基本的任务单元，通过线程来实现系统中不同功能的并发执行。
每个线程都有自己的优先级，优先级高的线程在系统空闲时会被优先执行。
线程的调度是通过rt-thread内核中的调度器来完成的。
实时线程是一种特殊的线程，它具有固定的周期和执行时间要求。
为了满足实时线程的要求，rt-thread引入了时钟滴答机制，以固定的时间间隔来调度实时线程的执行。
时钟滴答机制是rt-thread 的核心功能之一，它通过硬件定时器来实现，确保实时线程能够按时执行。
任务调度的过程是在时钟滴答中完成的。
每当时钟滴答到来时，调度器会根据当前任务的状态和优先级来选择下一个要执行的任务，并进行上下文切换。
上下文切换是指将当前任务的上下文保存起来，并恢复下一个任务的上下文，使其能够继续执行。
二、任务调度的实现方式rt-thread任务调度的实现方式主要包括任务控制块、就绪队列和调度器三个部分。
任务控制块（TCB）是rt-thread中用于管理任务的数据结构，它包含了任务的状态、优先级、堆栈等信息。
每个任务都有一个对应的任务控制块，通过任务控制块可以对任务进行管理和调度。
就绪队列是用来保存所有处于就绪状态的任务的数据结构，它按照任务的优先级进行排序。
当任务进入就绪状态时，会被插入到就绪队列中的适当位置。
调度器会从就绪队列中选择优先级最高的任务进行执行。
调度器是rt-thread中的核心组件，它负责任务的调度和上下文切换。
干货扒一扒RT-Thread内核对象管理器设计思路RT-Tread内核架构RT-Thread，全称是 Real Time-Thread，顾名思义，它是一个嵌入式实时多线程操作系统，基本属性之一是支持多任务，允许多个任务同时运行并不意味着处理器在同一时刻真地执行了多个任务。
其内核架构如下图所示：RT-Thread 内核及底层结构对于各部分的功能，这里不做展开描述。
RT-Tread内核吸引我的方面：•代码优雅、可读性非常高•体积小巧、代码类Linux风格，可裁剪•社区活跃，国人自主开发，用户越来越多•优秀的设计，对于面向对象设计思想可以说是非常优秀的实践•主要定位于物联网应用，各种组件丰富，融合的也很好•........所以如果是RTOS应用或者开发从业者，面对这么优秀且比较容易深入学习的内核，如果不去好好读读，实在有点可惜。
要去体会RT-Thread对象设计思想，从其对内核对象object的管理入手，不失为一个非常好的切入点。
什么是RT-Thread内核对象管理？RT-Thread 采用内核对象管理系统来访问/ 管理所有内核对象，内核对象包含了内核中绝大部分设施，这些内核对象既可以是静态分配的静态对象，也可以是从系统内存堆中分配的动态对象。
通过这种内核对象的设计方式，RT-Thread 做到了不依赖于具体的内存分配方式，系统的灵活性得到极大的提高。
RT-Thread 内核对象包括：线程，信号量，互斥量，事件，邮箱，消息队列和定时器，内存池，设备驱动等。
对象容器中包含了每类内核对象的信息，包括对象类型，大小等。
对象容器给每类内核对象分配了一个链表，所有的内核对象都被链接到该链表上，如图RT-Thread 的内核对象容器及链表如下图所示：RT-Thread 的内核对象容器及链表参考自：/document/site/programming-manual/basic/basic/#_7这个集中管理的内核对象容器在内存的开销方面代价很小，但却具有高度的灵活性，从设计的角度看其代码也非常利于扩展，增加新的内核对象类别，以及对于相应的内核对象功能的裁剪适配。
rtthread 任务调度原理## RT-Thread 任务调度原理RT-Thread是一个实时操作系统（RTOS），其任务调度原理是其核心设计之一。
任务调度是操作系统的关键功能之一，它决定了任务的执行顺序和时间分配。
RT-Thread采用抢占式优先级调度算法，下面将介绍RT-Thread任务调度的原理。
### 任务调度器RT-Thread的任务调度器是操作系统内核中的一个重要组件，主要负责管理和调度任务。
任务调度器根据任务的优先级和状态来决定任务的执行顺序。
### 任务控制块（TCB）每个任务在RT-Thread中都有一个对应的任务控制块（Task Control Block，TCB），TCB是一个数据结构，用于描述和管理任务的各种信息。
TCB中包含了任务的优先级、状态、栈空间等。
### 任务状态RT-Thread中的任务有以下几种状态：1. 就绪态（Ready）：任务已经创建完成，但还未执行。
2. 运行态（Running）：任务正在执行。
3. 阻塞态（Blocked）：任务由于某些原因暂时无法执行，如等待信号量、等待事件等。
4. 挂起态（Suspended）：任务被挂起，不会被调度执行。
### 优先级调度算法RT-Thread采用抢占式优先级调度算法，具体如下：1. 在就绪队列中，任务按照优先级由高到低排序。
当就绪队列中只有一个任务时，该任务被调度执行。
2. 当有新的任务就绪或者当前任务被阻塞等原因无法继续执行时，调度器会选择优先级最高的就绪任务来执行。
3. 当高优先级任务被调度执行后，低优先级任务会被挂起，等待下一次调度执行。
### 任务调度过程下面是RT-Thread任务调度的基本流程：1. 系统启动后，创建和初始化空闲任务。
空闲任务是一个特殊任务，当没有其他任务可以运行时，被调度器执行。
2. 创建其他任务，并设置它们的优先级和初始状态为就绪态。
3. 启动调度器，开始任务调度。
4. 调度器会根据任务的优先级来选择一个就绪任务，将其状态设置为运行态，切换到该任务执行。
RT-Thread Shell实验1 Finsh的基本使用实验目的：了解RT-Thread的命令行工具Finsh Shell组件掌握Finsh Shell的基本使用方法；掌握使用Finsh Shell观察RT-Thread内核对象运行时信息的方法；实验设计：Finsh是RT-Thread 的shell组件，通过它能够直接在shell中调用系统函数，访问系统变量；接受C语言中大多数运算符(包括指针运算符)进行简单计算；通过定义指针(函数)变量并指向某特定地址，可以完成匿名函数调用的功能。
表面感觉简单，内部实则非常复杂和强大。
它包含了一个可接受C语言表达式的shell系统，而且被实现成类似于一个编译器，实现了纯手工编写的完整词法分析，语法分析，然后产生中间二进制代码，最后放到虚拟机中运行。
对于用户而言，主要有以下功能：(1) 获取系统运行时信息，如各种RT-Thread内核对象的动态信息。
(2) 能够对任意寄存器和内存地址进行读写操作(3) 能够直接在shell中调用系统函数，访问系统变量在该实验设计中，我们主要实验功能（1）。
系统配置：在例程源代码中，系统配置已经完毕，首先是修改了rtconfig.h文件，将使用Finsh组件的宏打开其次将Finsh组件的源文件加入到工程中编译输出信息：编译程序，将生成的目标文件烧写到开发板后运行，然后通过串口输出可以看到如图所示的信息，除了输出RT-Thread的字符Logo外，最后还有一行finsh>>提示符，这表明Finsh shell已经运行起来。
在Finsh>>提示符下就可以接受字符输入，尝试输入list()命令，然后敲回车，看看效果吧。
请注意list命令后面的括号一定不能少。
从图中可以看出，list()命令的作用就是将系统中支持的所有shell命令都打印出来。
有点类似与其他系统中的help命令。
有了这些命令和描述信息，我们就可以深入内核，查看它们的信息咯。
rtthread 任务调度原理RT-Thread是一个基于实时操作系统的开源项目，它具有高效、稳定和可移植的特点。
任务调度是RT-Thread的关键特性之一，它确保了实时任务的按时执行和系统资源的合理利用。
本文将详细介绍RT-Thread任务调度的原理，包括任务优先级、抢占式调度、时间片轮转和任务状态管理等方面。
一、任务优先级在RT-Thread中，每个任务都有一个唯一的任务控制块（TCB），其中包含了任务的状态、优先级和其他相关信息。
任务优先级通过一个整数值表示，数值越小表示优先级越高，优先级为0的任务为最高优先级任务。
当多个任务同时可运行时，RT-Thread通过任务优先级来确定哪个任务被执行。
在任务调度时，RT-Thread将选择优先级最高的任务来运行。
如果存在多个优先级相同的任务，则按照先进先出的原则进行调度。
二、抢占式调度RT-Thread采用了抢占式调度机制，即在系统中存在多个优先级任务时，优先级更高的任务可以抢占正在执行的任务，以确保高优先级任务得以及时执行。
这种调度机制保证了实时任务的及时响应和系统的高可靠性。
当一个优先级更高的任务就绪时，RT-Thread会立即终止当前正在执行的任务，并切换到高优先级任务的上下文进行执行。
这个过程是由操作系统内核自动完成的，开发人员无需手动干预。
三、时间片轮转除了任务优先级的抢占机制，RT-Thread还使用了时间片轮转（Round-Robin）算法来保证任务公平调度。
时间片轮转算法是将每个任务的执行时间划分为固定大小的时间片，每个任务在一个时间片内尽可能多地运行。
当一个任务的时间片用完后，RT-Thread会将CPU时间切换给具有相同优先级的下一个就绪任务。
时间片轮转算法的优点是能够避免长时间运行的任务占用过多的CPU时间，提高系统的响应速度。
然而，如果系统中存在过多的任务或者某个任务占用时间过长，时间片轮转算法可能导致上下文切换的开销增加，降低系统性能。
rtthread设计与实现RT-Thread 是一个开源的实时操作系统（RTOS），它主要适用于嵌入式系统开发。
RT-Thread 具有高度可定制性，并且提供了丰富的中间件组件，例如TCP/IP 网络堆栈、文件系统、GUI 图形界面等。
RT-Thread 的设计和实现主要包括以下几个部分：1、内核：RT-Thread 的内核基于组件化的设计思想，提供了一个可配置的核心框架。
核心组件包括：(1)RT-Thread Scheduler：这是RT-Thread 的核心调度器，负责任务管理和调度。
(2)RT-Thread Timer：定时器管理，用于实现延迟操作和定时任务。
(3)RT-Thread Mailbox：用于实现任务间的通信和同步。
(4)RT-Thread Message Queue：消息队列，用于任务间的数据传输。
(5)RT-Thread Memory Pool：内存池管理，用于动态内存分配和管理。
2、组件：RT-Thread 提供了一系列中间件组件，例如：(1)RT-Thread Networking：TCP/IP 网络协议栈，支持各种网络接口和协议。
(2)RT-Thread File System：支持多种文件系统，例如Fat 文件系统、ext2/3 文件系统等。
(3)RT-Thread GUI：支持多种图形界面，例如Qt、MiniGUI 等。
(4)RT-Thread Device Driver：设备驱动框架，用于支持各种硬件设备的驱动程序开发。
3、工具链：RT-Thread 提供了一套完整的工具链，包括编译器、调试器、烧录器等。
同时，RT-Thread 支持多种编程语言，例如C/C++、Python 等。
4、应用编程接口（API）：RT-Thread 提供了一套简单易用的API，使得开发者可以方便地使用RT-Thread 的各种功能。
例如，通过RT-Thread 的API 可以创建任务、管理任务、管理内存、管理网络连接等。
一、什么是rt-thread事件集？rt-thread是一个开源的嵌入式实时操作系统，具有高度灵活性和可扩展性。
事件集是rt-thread提供的一种事件管理机制，用于实现任务之间的同步和通信。
二、事件集的创建和初始化1. 创建事件集在rt-thread中创建事件集非常简单，只需调用相应的API即可。
示例代码如下：```c/* 定义事件集变量 */static rt_event_t ev;/* 在m本人n函数中创建事件集 */int m本人n(){/* 创建事件集 */rt_event_init(ev, "event", RT_IPC_FLAG_FIFO);/* 其他代码 */}```2. 初始化事件集rt-thread的事件集初始化函数为rt_event_init，其原型为：```crt_err_t rt_event_init(rt_event_t event, const char *name,rt_uint8_t flags);```其中，event为事件集指针，name为事件集的名称，flags为事件集的标志位。
三、事件集的使用方法1. 设置事件标志位使用rt_event_send函数可以设置事件集的指定标志位，示例代码如下：```crt_uint32_t set = 0x01; // 要设置的标志位rt_event_send(ev, set);```2. 清除事件标志位使用rt_event_recv函数可以清除事件集的指定标志位，示例代码如下：```crt_uint32_t clear = 0x01; // 要清除的标志位rt_event_recv(ev, clear, RT_EVENT_AND_CLEAR, set, RT_W本人TING_FOREVER);```3. 等待事件集标志位使用rt_event_recv函数可以等待事件集的指定标志位，示例代码如下：```crt_uint32_t w本人t = 0x01; // 要等待的标志位rt_event_recv(ev, w本人t, RT_EVENT_AND, set, RT_W本人TING_FOREVER);```四、事件集的优势和适用场景事件集是一种轻量级的事件管理机制，具有以下优势：- 灵活性高：可以灵活地设置、清除和等待事件标志位，便于实现复杂的任务同步和通信。
