RTOS任务间通信为什么不用全局变量？

时间：2022-10-27 15:19:29

关键字： RTOS 指针数组

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[导读]有深入理解RTOS原理，或阅读过RTOS源码的同学应该知道：RTOS实现任务间通信通常是由一系列指针进行操作实现的。

有深入理解RTOS原理，或阅读过RTOS源码的同学应该知道：RTOS实现任务间通信通常是由一系列指针进行操作实现的。

任务间通信的“有效数据”，其实也是由指针指向一个“变量”或“数组”实现的。

1.信号量

信号量，本质是传递一个“事件”。比如：任务A完成发送数据，通过信号量通知任务B。

OSSemPost(EventSem_SendOK);

我们主要想传递“完成发送数据”这个“事件”，进一步分析，其实就是一个“标志”或“变量”。

2.队列

队列和信号量原理类似有点类似，只是这里是“变量”。比如：串口接收完成一帧数据，通过队列发送给任务B.

OSQPost(UARTRcvQueue, RcvBuf);

相比信号量，队列传递的数据量更大，队列传递的有效数据一般是“数组”。

还有邮箱，与队列类似，可以理解为“二维数组”。

写到这里，你会发现，不管信号量，还是队列，底层本质也是传递“变量”“数组”。

那么问题来了：RTOS任务间通信为什么不用全局变量？

这个问题比较常见，也看到在我的技术交流群有讨论，所以就简单来分享一下看法。

全局变量有什么问题？

RTOS任务间通信为什么不用全局变量？原因在于使用全局变量存在诸多弊端。

1.抢占问题

两个或多个任务，都要去“使用”同一个全局变量，如果不添加任何“互斥”措施，必定会存在抢占的问题。

2.代码规范问题

整个项目只有少数几个全局变量没什么问题，如果是整个项目有几十个，甚至几百个全局变量，你觉得这样的代码，后面好维护吗？

经过多次迭代，代码只会越来越难理解，越来越难阅读。

3.耦合性问题

全局变量会导致分层不合理与模块化编程相违背，你的全局变量没有归属，既不是任务A，也不是模块A，最终可能“任人宰割”导致“夭折”。

4.安全性问题

有一句话怎么说的呢，全局变量是项目的“罪魁祸首”，项目做大之后，一旦有小修改，可能就会引发大Bug.

全局变量还有很多弊端，这里就不一一描述了，总之一点：慎用全局变量。

当然，以上描述的问题（弊端）都是基于项目中存在多个变量的情况，如果项目只有1、2个全局变量，这种不在本文讨论范围之内。

信号量、队列通信原理

大部分RTOS的信号量、队列都是使用指针、结构体、数组等，结合系统进行“封装”，使任务间通信更加有效、安全，同时也遵循“高内聚低耦合”的原则。

比如ucos的信号量post：

INT8U OSSemPost (OS_EVENT *pevent){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u /* Allocate storage for CPU status register      */ OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u;#endif #if OS_ARG_CHK_EN > 0u if (pevent == (OS_EVENT *)0) { /* Validate 'pevent'                             */ return (OS_ERR_PEVENT_NULL); }#endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_SEM) { /* Validate event block type                     */ return (OS_ERR_EVENT_TYPE); } OS_ENTER_CRITICAL(); if (pevent->OSEventGrp != 0u) { /* See if any task waiting for semaphore         */ /* Ready HPT waiting on event                    */ (void)OS_EventTaskRdy(pevent, (void *)0, OS_STAT_SEM, OS_STAT_PEND_OK); OS_EXIT_CRITICAL(); OS_Sched(); /* Find HPT ready to run                         */ return (OS_ERR_NONE); } if (pevent->OSEventCnt < 65535u) { /* Make sure semaphore will not overflow         */ pevent->OSEventCnt++; /* Increment semaphore count to register event   */ OS_EXIT_CRITICAL(); return (OS_ERR_NONE); } OS_EXIT_CRITICAL(); /* Semaphore value has reached its maximum       */ return (OS_ERR_SEM_OVF);}