原创：我跟你一起学MQX（三）：互斥量
本帖最后由 wangpengcheng 于 2014-9-9 14:05 编辑前几天回老家，坐火车，也怪我自己，上车之前吧，有点想上厕所的冲动，但是又怕到时候挤不上车，就忍着，反正车上有厕所，上车再解决吧！结果上车后，安排好座位，行李，直奔厕所，这回郁闷了，厕所关着门，有人占用！唉，算了再憋回吧，但还得回去看行李。过了回再来看，还是有人，再回去看住行李。如此来回几趟！突然我发现列车的前后都有厕所是否为空的指示灯啊，绿色的时候说明没有人，红色的时候说明有人，于是我就不用再来回跑了，盯着灯看，一旦变绿了，赶紧冲过去解决了问题，这个爽啊！
呵呵，同学们，后来我想了，这灯是什么呢？这不就是互斥量吗？共同资源，有一方占用，那么可将占用互斥量，其它想用，不好意思，不能用，想用你得等我将互斥量释放出来，这不跟列车上厕所的灯一样一样的吗？
好吧，我想现在我知道什么是互斥量了！下面我就刚才的例子做用代码描述一下吧，虽然例子有点不文明，但比较形象！{:titter:}
首先，我建一个旅客属性的结构体：
typedef struct _PassengerAttribute
{
char Name; //旅客名称
char *Food; //旅客自备的食物
char *Drinks; //旅客自备的饮料
uint32_t WaitTime; //旅客吃完喝完要等这么长时间才去厕所
uint32_t UseToiletTime; //旅客在厕所里也需要这时间进行解决啊
}PassengerAttribute, *PassengerAttribute_PTR;
好吧，现在我们看看旅客A跟B都带了什么！
假如旅客A家里比较有钱，带的是汉堡、可乐，但是它消化系统不好，平均需要1S就得占用一次厕所，一次占用2S钟时间。
PassengerAttribute PassengerA = {'A', "Hamburger", "Cola", 1000, 2000 };
旅客B家境稍贫寒一点，带的是馒头跟凉白开，但旅客B由于经常劳动，身体不错，他平均1.5S去一次厕所，而且时间很快，0.5S就解决了！
PassengerAttribute PassengerB = {'B', "Steamed buns", "Water", 1500, 500 };
现在旅客已经准备好了，我开始准备列车了，准备列车需要两个元素，一个是厕所的互斥量：
MUTEX_STRUCT ToiletMutex;
另一个就是一个过程，过程需要先初始化互斥量，然后请旅客上车，那我就用一个初始化任务来解决吧：
void MainTask(uint32_t para)
{
MUTEX_ATTR_STRUCT mutexattr; //互斥量属性，这个去mutex.h文件里找吧，跟前面两节一样，它一样有好几个属性，同样我也没用几个，呵呵，我人懒了！
/* Initialize mutex attributes: */
if (_mutatr_init(&mutexattr) != MQX_OK) { //初始化互斥量属性
printf("Initializing mutex attributes failed.\n");
_mqx_exit(0);
}
/* Initialize the mutex: */
if (_mutex_init(&ToiletMutex, &mutexattr) != MQX_OK) { //初始化互斥量
printf("Initializing print mutex failed.\n");
_mqx_exit(0);
}
/* Create the print tasks */
_task_create(0, PASG_TASK, (uint32_t)&PassengerA); //旅客A上车了
_task_create(0, PASG_TASK, (uint32_t)&PassengerB); //旅客B上车了
}
从上面的任务中，可以看出，其实我创建了两个同样的任务，只是输入参数不同了，为什么呢？因为旅客的行为都是一样的，只是他们的属性不一样罢了，我这么做的话，有个好处，可以少写一些代码！{:titter:}
下面旅客上车后就开始了他们的动作跟行为：
//吃东西
void Eat(PassengerAttribute_PTR Passenger)
{
printf("Passenger %c eat %s!\r\n", Passenger->Name, Passenger->Food);
}
//喝饮料
void Drink(PassengerAttribute_PTR Passenger)
{
printf("Passenger %c drink %s!\r\n", Passenger->Name, Passenger->Drinks);
}
//用厕所
void UseTheToilet(PassengerAttribute_PTR Passenger)
{
if (_mutex_lock(&ToiletMutex) != MQX_OK) { //进厕所后先锁门
printf("Mutex lock failed.\n");
_mqx_exit(0);
}
printf("Passenger %c use the toilet %d time!\r\n", Passenger->Name, Passenger->UseToiletTime);
_time_delay(Passenger->UseToiletTime); //占坑时间
_mutex_unlock(&ToiletMutex); //出厕所后把门打开
printf("Passenger %c use the toilet end!\r\n", Passenger->Name);
}
void PassengerTask(uint32_t para)
{
PassengerAttribute_PTRPassenger = (PassengerAttribute_PTR)para;
while(1)
{
Eat(Passenger); //吃东西
Drink(Passenger); //喝饮料
_time_delay(Passenger->WaitTime); //等待
UseTheToilet(Passenger); //上厕所
}
}
呵呵，看到了吧？进了厕所要锁门，出了厕所打门打开，方便后面的人继续用啊!
现在我们把所需要的元素都定义好了，就可以开始了！
好吧，我忘记铁路局了，铁路局还没定义呢，当然铁路局就是我们的任务列表， 这个相信已经不用我再说了吧？
const TASK_TEMPLATE_STRUCTMQX_template_list[] =
{
/* Task Index, Function, Stack,Priority, Name, Attributes, Param, Time Slice */
{ MAIN_TASK, MainTask, 1500, 8, "main",MQX_AUTO_START_TASK, 0, 0 },
{ PASG_TASK, PassengerTask, 1500, 9, "pasg",MQX_USER_TASK , 0, 0},
{ 0 }
};
OK，现在一切准备就绪，让我们的列车开始运行吧：
从结果中，我们可以看出，不管是A还是B，在占用厕所的时候，别人就算着急了，也上不了！唉，下次我上车前得先解决了再上，教训啊{:titter:}
什么？还有API没说，好吧，呵呵，所有API函数以及常量都在mutex.h文件中，一般人我不告诉他！
最后照例是源码：
活学活用的好榜样，赞一个！ wycox 发表于 2014-9-9 13:40
活学活用的好榜样，赞一个！
谢谢啊！呵呵！ 楼主这个生动的亲身经历讲解程序，简直神了！1 sdlibin007 发表于 2014-9-9 13:45
楼主这个生动的亲身经历讲解程序，简直神了！1
只是觉得这个例子用来解释互斥量比较形像，呵呵！ wangpengcheng 发表于 2014-9-9 13:48
只是觉得这个例子用来解释互斥量比较形像，呵呵！
楼主确实神，我都做了四年的火车了，厕所灯也见识了很多次了，但是从来没想到与代码联系起来！ 跟着楼主学习，这样学的更快。 sdlibin007 发表于 2014-9-9 13:52
楼主确实神，我都做了四年的火车了，厕所灯也见识了很多次了，但是从来没想到与代码联系起来！ ...
也不是随便找的，也想了好久，呵呵，觉得这个可以很明白的说明问题！ 本帖最后由 wangpengcheng 于 2014-9-9 14:01 编辑
32MCU 发表于 2014-9-9 13:57
跟着楼主学习，这样学的更快。
一起学习吧，训龙高手，呵呵！ 看到这，我就火速来学习了，刚粗看了一遍，稍后再细看一遍。 你真调皮，举得例子已经很明白的讲了什么是互斥量，非常生动形象。 rockyyangyang 发表于 2014-9-9 14:04
你真调皮，举得例子已经很明白的讲了什么是互斥量，非常生动形象。
能理解说明我没白做，呵呵！ 步之道 发表于 2014-9-9 14:02
看到这，我就火速来学习了，刚粗看了一遍，稍后再细看一遍。
有问题可以讨论哈 wangpengcheng 发表于 2014-9-9 14:06
有问题可以讨论哈
在公司不方便细看，晚上回去看，有不明白的向楼主请教，哈哈，千万别嫌烦。 赞，让人能够清晰互斥量的基本意思 步之道 发表于 2014-9-9 14:16
在公司不方便细看，晚上回去看，有不明白的向楼主请教，哈哈，千万别嫌烦。 ...
怎么会，凡我了解的，一定会告诉你 bestlong22 发表于 2014-9-9 14:17
赞，让人能够清晰互斥量的基本意思
谢谢点赞 LZ，你这个讲解真是通俗易懂，“通透”。 旅客A得虚脱了；
楼主讲的很不错。等待下一讲， 呵呵 楼主解释的挺有意思 用例讲解，楼主有当老师的天分啊 qwert1213131 发表于 2014-9-9 17:18
旅客A得虚脱了；
楼主讲的很不错。等待下一讲，
呵呵，脱不了，人家吃汉堡，喝可乐呢！ lzl000 发表于 2014-9-9 17:31
用例讲解，楼主有当老师的天分啊
谢谢夸奖，呵呵，关键是大家能弄明白怎么回事！ 楼主，你可以出一本书了。任哲板的ucos讲的也不过你这个水平。很生动形象，而且北航的一本书也很不错 好东西啊 一定要顶一个 楼主，没有说到互斥量的两特性：1、同一个进程lock和unlock。2、互斥量的两态性。 楼主真乃神人也~ 楼主的“跟我学MQX”系列教程不错，通俗易懂，这个也同样适用于其他的RTOS。 我觉得这两点应该着重点出来，因为很容易和上一次讲的信号量混淆。从而导致互斥量的特点不够鲜明。 楼主真是善于思考。 楼主的讲解有风趣又有内涵，挺期待哈！楼楼接下来的更新都会看的 楼主讲的非常具体生动，很形象很透彻，对于不懂这块的来说是非常好的
但是如26楼所说，互斥量的特性没有点明 步之道 发表于 2014-9-9 21:18
楼主，没有说到互斥量的两特性：1、同一个进程lock和unlock。2、互斥量的两态性。 ...
同一个进程的lock与unlock倒是用到过，跟开关中断是一个道理！但互斥量的两态性还真没听说过，愿闻其详？ 能讲到别人听了很懂了，说明你也是大师 步之道 发表于 2014-9-9 21:25
我觉得这两点应该着重点出来，因为很容易和上一次讲的信号量混淆。从而导致互斥量的特点不够鲜明。 ...
感觉互斥量可以用信号量代替，只要不使用信号量的计数功能就可以了！但一般情况还是建议考虑自己项目的具体情况来使用，以前就碰到过信号量当互斥量用，但因为初始化值的问题出现BUG！ nishuizhou 发表于 2014-9-9 22:39
能讲到别人听了很懂了，说明你也是大师
我才不是什么大师，只是能简单应用起来！呵呵，一些深层次的东西都缺少研究！ wuguoyan 发表于 2014-9-9 21:24
楼主的“跟我学MQX”系列教程不错，通俗易懂，这个也同样适用于其他的RTOS。 ...
是的，感觉OS应用上都差不多，都是这些个组件！ wxfje 发表于 2014-9-9 22:07
楼主讲的非常具体生动，很形象很透彻，对于不懂这块的来说是非常好的
但是如26楼所说，互斥量的特性没有点 ...
如果你方便的话，把自己的具体想法也贴出来吧，我们一起学习！ wangpengcheng 发表于 2014-9-9 22:37
同一个进程的lock与unlock倒是用到过，跟开关中断是一个道理！但互斥量的两态性还真没听说过，愿闻其详？ ...
互斥量值只能为0/1，就是对应lock与unlock这两个状态。我开了另一个帖子：【交流学习】理解互斥量和信号量 欢迎拍砖，别打脸，哈哈！
http://www.amobbs.com/thread-5595285-1-1.html
因为我看了你的帖子后我觉的没有写出互斥量的特点，任意定义一个变量都可以做到你所说的互斥量的功能。 wxfje 发表于 2014-9-9 22:07
楼主讲的非常具体生动，很形象很透彻，对于不懂这块的来说是非常好的
但是如26楼所说，互斥量的特性没有点 ...
感谢坛友顶我，不过楼主写的非常好了，要是我估计没这么大耐心。哈哈，懒了 比喻不错 你这个是二值信号量，哪里体现互斥了 ludikn 发表于 2014-9-9 23:39 你这个是二值信号量，哪里体现互斥了
楼主没有重点拎出来讲，不过应用的时候用到了互斥量的特性。 互斥量有优先级继承，解决了优先级翻转的问题 ludikn 发表于 2014-9-9 23:39
你这个是二值信号量，哪里体现互斥了
能说说你理解的互斥量是什么样子的吗？ 0flame0 发表于 2014-9-10 08:37
互斥量有优先级继承，解决了优先级翻转的问题
能举个例子吗？ wangpengcheng 发表于 2014-9-10 10:35
能举个例子吗？
有优先级依次降低的三个线程A、B、C，假设A，B挂起，C正在运行，此时C开始使用共享资源。此时A转为就绪态，由于它比C优先级
高，所以立即执行。当A要使用该共享资源，由于其正在被C使用，那么A将被挂起切换到C运行。假设此时B进入就绪态，因为B
的优先级比C高，B开始运行，直到其运行完毕后C才开始运行。但是因为C依然占有共享资源，A必须等到C释放该资源后才能运行，这
样B虽然优先级比A低但是却先运行。
优先级继承就是C在占有资源时优先级提升到A的优先级，释放该资源后恢复到之前优先级，保证A在B之前运行。 很正式的名词解说往往费力不讨好，能跟恰当的比喻联系起来就事半功倍了。
还是喜欢比喻，能让人理解透彻，谢谢楼主和zulu 0flame0 发表于 2014-9-10 11:40
有优先级依次降低的三个线程A、B、C，假设A，B挂起，C正在运行，此时C开始使用共享资源。此时A转为就绪 ...
我感觉这个过程好是系统在做的吧？不用我们操心，是这样吗？ 楼主真是个好老师~~ 知道互斥量 是干嘛的了， 实际项目中还真没想好如何用。貌似还没遇到有冲突的东西。
楼主举例很形象。 street 发表于 2014-9-10 15:42
知道互斥量 是干嘛的了， 实际项目中还真没想好如何用。貌似还没遇到有冲突的东西。
楼主举例很形象。 ...
其实我就是感觉在任务中使用共同的资源，而且在使用过程中任务可能会释放CPU的时候，就必须用！ 学习了，比喻很恰当，浅显易懂，感谢分享。 好东西啊学习 wangpengcheng 发表于 2014-9-10 16:05
其实我就是感觉在任务中使用共同的资源，而且在使用过程中任务可能会释放CPU的时候，就必须用！ ...
如果我 有一个AD 芯片 有两个任务 需要获取AD的数据，但是AD每1S才能完成一次转换。
这样的话用互斥量 我感觉不妥。
有什么其他好的方法没有？ wangpengcheng 发表于 2014-9-10 15:30
我感觉这个过程好是系统在做的吧？不用我们操心，是这样吗？
对，不过也可以写个例子看看具体结果 楼主厉害， 很有用，MARK。 讲的不错.....很容易让人理解... street 发表于 2014-9-10 16:55
如果我 有一个AD 芯片 有两个任务 需要获取AD的数据，但是AD每1S才能完成一次转换。
这样的话用互斥量...
你这个不需要用互斥量啊，因为任务在读AD芯片的时候不会让出CPU的，它不会说我发一个脉冲，然后等200MS，呵呵！你这个可以不用任务东西，直接读取就可以了，如果真要做，把AD做成驱动就行，意思就是有open\close\read\write\ioctl几个函数把AD功能包起来！ 0flame0 发表于 2014-9-10 16:59
对，不过也可以写个例子看看具体结果
{:lol:} 没必要动那个脑子了，呵呵，入门级的简单点就行！像那些东西入门后自己研究 学习了，赞一项下。 wangpengcheng 发表于 2014-9-9 22:45
如果你方便的话，把自己的具体想法也贴出来吧，我们一起学习！
迟了，那位兄弟已经发了{:mad:} wangpengcheng 发表于 2014-9-10 18:10
没必要动那个脑子了，呵呵，入门级的简单点就行！像那些东西入门后自己研究 ...
其实你给一个用法就够了,多搞些例程,使用按键,LED , 串口,这三样基本上能把MQX的大部分功能实现了;
你一上来讲原理是没用的,这个东西是必须在实践中出真知,哪怕是理论上懂了,真用起来,依然是手忙脚乱,所以一开始直接给例程,跑范例;
PS : 原来开始搞OS的时候,我看互斥量,然后看咋用,咋弄,原理,都明明白白的,可真用起来,不晓得咋用了,直到某年某日,用多了,突然醒梧,这尼玛的三个字就表明了它的意图啊,"互斥"太精僻了,那为什么之前明明也是叫互斥量,可就是不明白呢? 生动，顶起来，楼主好样的
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