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niobe開發(fā)套件詳情介紹：??Niobe行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板及套件詳解??

線程的基本概念

從系統(tǒng)角度看，線程是競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源的最小運(yùn)行單元。線程可以使用或等待CPU、使用內(nèi)存空間等系統(tǒng)資源，并獨(dú)立于其它線程運(yùn)行。

OpenHarmony LiteOS可以給用戶提供多個(gè)線程，實(shí)現(xiàn)線程間的切換，幫助用戶管理業(yè)務(wù)程序流程。具有如下特性：

1. 支持多線程。
2. 一個(gè)線程代表一個(gè)任務(wù)。
3. 搶占式調(diào)度機(jī)制，高優(yōu)先級(jí)的線程可打斷低優(yōu)先級(jí)線程，低優(yōu)先級(jí)線程必須在高優(yōu)先級(jí)線程阻塞或結(jié)束后才能得到調(diào)度。
4. 相同優(yōu)先級(jí)線程支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度方式。
5. 共有32個(gè)優(yōu)先級(jí)[0-31]，最高優(yōu)先級(jí)為0，最低優(yōu)先級(jí)為31。用戶進(jìn)程可配置的優(yōu)先級(jí)有22個(gè) (10~31)。

1、線程的狀態(tài)

線程有多種運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)初始化完成后，創(chuàng)建的線程就可以在系統(tǒng)中競(jìng)爭(zhēng)一定的資源，由內(nèi)核進(jìn)行調(diào)度。

線程狀態(tài)通常分為以下四種：

• 就緒(Ready)：該線程在就緒隊(duì)列中，只等待CPU。
• 運(yùn)行(Running)：該線程正在執(zhí)行。
• 阻塞(Blocked)：該線程不在就緒隊(duì)列中。包含線程被掛起(suspend狀態(tài))、線程被延時(shí)(delay狀態(tài))、線程正在等待信號(hào)量、讀寫隊(duì)列或者等待事件等。
• 退出態(tài)(Dead)：該線程運(yùn)行結(jié)束，等待系統(tǒng)回收資源。

2、 線程狀態(tài)遷移

就緒態(tài)→運(yùn)行態(tài): 任務(wù)創(chuàng)建后進(jìn)入就緒態(tài)，發(fā)生任務(wù)切換時(shí)，就緒隊(duì)列中最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)被執(zhí)行，從而進(jìn)入運(yùn)行態(tài)，同時(shí)該任務(wù)從就緒隊(duì)列中移出。

運(yùn)行態(tài)→阻塞態(tài) ：正在運(yùn)行的任務(wù)發(fā)生阻塞(掛起、延時(shí)、讀信號(hào)量等)時(shí)，將該任務(wù)插入到對(duì)應(yīng)的阻塞隊(duì)列中，任務(wù)狀態(tài)由運(yùn)行態(tài)變成阻塞態(tài)，然后發(fā)生任務(wù)切換，運(yùn)行就緒隊(duì)列中最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。

阻塞態(tài)→就緒態(tài)(阻塞態(tài)→運(yùn)行態(tài))：阻塞的任務(wù)被恢復(fù)后(任務(wù)恢復(fù)、延時(shí)時(shí)間超時(shí)、讀信號(hào)量超時(shí)或讀到信號(hào)量等)，此時(shí)被恢復(fù)的任務(wù)會(huì)被加入就緒隊(duì)列，從而由阻塞態(tài)變成就緒態(tài);此時(shí)如果被恢復(fù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于正在運(yùn)行任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，則會(huì)發(fā)生任務(wù)切換，該任務(wù)由就緒態(tài)變成運(yùn)行態(tài)。

就緒態(tài)→阻塞態(tài) : 任務(wù)也有可能在就緒態(tài)時(shí)被阻塞(掛起)，此時(shí)任務(wù)狀態(tài)由就緒態(tài)變?yōu)樽枞麘B(tài)，該任務(wù)從就緒隊(duì)列中刪除，不會(huì)參與任務(wù)調(diào)度，直到該任務(wù)被恢復(fù)。

運(yùn)行態(tài)→就緒態(tài) ： 有更高優(yōu)先級(jí)任務(wù)創(chuàng)建或者恢復(fù)后，會(huì)發(fā)生任務(wù)調(diào)度，此刻就緒隊(duì)列中最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)，那么原先運(yùn)行的任務(wù)由運(yùn)行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)，依然在就緒隊(duì)列中。

運(yùn)行態(tài)→退出態(tài) ： 運(yùn)行中的任務(wù)運(yùn)行結(jié)束，任務(wù)狀態(tài)由運(yùn)行態(tài)變?yōu)橥顺鰬B(tài)。退出態(tài)包含任務(wù)運(yùn)行結(jié)束的正常退出狀態(tài)以及Invalid狀態(tài)。例如，任務(wù)運(yùn)行結(jié)束但是沒有自刪除，對(duì)外呈現(xiàn)的就是Invalid狀態(tài)，即退出態(tài)。

阻塞態(tài)→退出態(tài) ： 阻塞的任務(wù)調(diào)用刪除接口，任務(wù)狀態(tài)由阻塞態(tài)變?yōu)橥顺鰬B(tài)。

3、線程管理

對(duì)于多線程的場(chǎng)景，HarmonyOS內(nèi)核管理線程靠任務(wù)池和就緒隊(duì)列，執(zhí)行靠調(diào)度算法。

調(diào)度算法：HarmonyOS內(nèi)核中的線程采用搶占式調(diào)度機(jī)制，同時(shí)支持SCHED_RR和SCHED_FIFO調(diào)度策略

RR策略能基本保證我們每個(gè)任務(wù)都能夠得到有效的執(zhí)行，不會(huì)有一些任務(wù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間等待

FIFO策略優(yōu)點(diǎn)在于任務(wù)的切換比較簡(jiǎn)單，而且對(duì)于一些時(shí)間片不好把握的任務(wù)來說，F(xiàn)IFO能偶更有效的利用我們的cpu。

線程相關(guān)API

此處介紹cmsis2.0的線程接口，頭文件：”//third_party/cmsis/CMSIS/RTOS2/Include/cmsis_os2.h”

創(chuàng)建線程

osThreadId_t osThreadNew (osThreadFunc_t func, void *argument, const osThreadAttr_t *attr);

函數(shù)osThreadNew通過將線程添加到活動(dòng)線程列表并將其設(shè)置為就緒狀態(tài)來啟動(dòng)線程函數(shù)。線程函數(shù)的參數(shù)使用參數(shù)指針*argument傳遞。當(dāng)創(chuàng)建的thread函數(shù)的優(yōu)先級(jí)高于當(dāng)前運(yùn)行的線程時(shí)，創(chuàng)建的thread函數(shù)立即啟動(dòng)并成為新的運(yùn)行線程。線程屬性是用參數(shù)指針attr定義的。屬性包括線程優(yōu)先級(jí)、堆棧大小或內(nèi)存分配的設(shè)置。可以在RTOS啟動(dòng)(調(diào)用 osKernelStart)之前安全地調(diào)用該函數(shù)，但不能在內(nèi)核初始化 (調(diào)用 osKernelInitialize)之前調(diào)用該函數(shù)。

開發(fā)實(shí)例

1、 確定目錄結(jié)構(gòu)

先在路徑./applications/app下新建一個(gè)目錄，用于存放業(yè)務(wù)源碼文件。其中“.”表示OpenHarmony源碼的根目錄。

例如：在app下新增業(yè)務(wù)NIOBE_OS_helloworld，其中hello_world.c為業(yè)務(wù)代碼，BUILD.gn為編譯腳本，其目錄結(jié)構(gòu)如下：

.
└── applications
    └── app
           │── TW002_OS_thread
           │    │── os_thread_example.c
           │    └── BUILD.gn
           └── BUILD.gn

2、 編寫業(yè)務(wù)代碼

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include "ohos_init.h"
#include "cmsis_os2.h"
/*****任務(wù)一*****/
void thread_entry1(void)
{
    int sum = 0;
    while (1)
    {
        printf("This is Niobe Thread1----%d\r\n", sum++);
        usleep(500000);
    }
}
/*****任務(wù)二*****/
void thread_entry2(void)
{
    int sum = 0;
    while (1)
    {
        printf("This is Niobe Thread2----%d\r\n", sum++);
        usleep(500000);
    }
}
/*****任務(wù)創(chuàng)建*****/
static void OS_Thread_example(void)
{
    osThreadAttr_t attr;
    attr.name = "thread1";
    attr.attr_bits = 0U;
    attr.cb_mem = NULL;
    attr.cb_size = 0U;
    attr.stack_mem = NULL;
    attr.stack_size = 1024 * 4;
    attr.priority = 25;

    if (osThreadNew((osThreadFunc_t)thread_entry1, NULL, &attr) == NULL)
    {
        printf("Falied to create thread1!\n");
    }
    attr.name = "thread2";
    if (osThreadNew((osThreadFunc_t)thread_entry2, NULL, &attr) == NULL)
    {
        printf("Falied to create thread2!\n");
    }
}

3、 編寫將業(yè)務(wù)構(gòu)建成靜態(tài)庫的BUILD.gn

static_library("os_thread_example"){
    sources = [
        "os_thread_example.c"
    ]
    include_dirs = [
        "http://third_party/cmsis/CMSIS/RTOS2/Include"
    ]
}

4、編寫模塊BUILD.gn文件

import("http://build/lite/config/component/lite_component.gni")
lite_component("app") {
    features = [
    #"NIOBE_OS_helloworld:helloworld",
    "TW002_OS_thread:os_thread_example"
    ]
}

編譯

用docker編譯，進(jìn)入OpenHarmony代碼根目錄，運(yùn)行命令進(jìn)入docker鏡像，在鏡像中用hb編譯：

sudo docker run -it -v $(pwd):/home/openharmony swr.cn-south-1.myhuaweicloud.com/openharmony-docker/openharmony-docker:0.0.5   
hb set
.
//繼續(xù)回車選擇niobe_wifi_iot
hb build -b release -f    

等待編譯成功。

燒錄

編譯成功后，bin文件會(huì)保存在out/niobe/niobe_wifi_iot目錄下：

用HiBurn.exe將Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin文件燒錄到niobe核心板上：

首先用typeC線連接電腦和Niobe核心板，可通過設(shè)備管理確定Niobe連接的端口號(hào)，該端口號(hào)后續(xù)HiBurn和sscom都需要。

再通過HiBurn.exe工具將固件燒錄到Niobe上，HiBurn工具的獲取和操作可參考燒錄指導(dǎo)

調(diào)試

采用串口調(diào)試工具sscom查看串口打印信息，先對(duì)sscom進(jìn)行配置，設(shè)置端口號(hào)、波特率等：

點(diǎn)擊打開串口，按下Niobe核心板上的復(fù)位按鍵，可通過sscom看到串口打印日志如下：

This is Niobe Thread1----2
This is Niobe Thread2----5
This is Niobe Thread1----3
This is Niobe Thread2----6

可以看到線程thread_entry1和線程thread_entry2交替運(yùn)行。

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