RT_thread 线程同步实验

RT_thread 是一款开源的实时操作系统，支持多线程的调度和管理。在多线程应用程序中，线程的同步是非常重要的一环，可以保证线程之间的协作和数据的一致性。本实验介绍在 RT_thread 中如何进行线程同步。

实验目的：

1. 熟悉 RT_thread 线程同步方法；
2. 掌握 RT_thread 常用的同步方式；

实验器材：

1. STMicroelectronics Nucleo-F429ZI 板卡；
2. Mini USB 线。

实验环境：

1. Ubuntu 18.04 LTS 系统；
2. MDK-ARM V5.29 编译器；
3. RT_thread 3.0.2 实时操作系统；

实验步骤：

1. 创建两个线程 thread1 和 thread2；

2. 在 thread1 中使用互斥锁 MTX1，并打印“thread1 get MTX1”；

3. 在 thread2 中使用互斥锁 MTX1，并打印“thread2 get MTX1”；

4. 分别让 thread1 和 thread2 休眠一段时间后，释放互斥锁 MTX1；

5. 使用 semaphore1 信号量来控制 thread1 和 thread2 的执行次序；

6. 在 main 函数中调用 rt_thread_startup(thread1) 和 rt_thread_startup(thread2)；

7. 编译、烧录程序，观察串口输出结果。

代码实现：

#include <rtthread.h>

#define MTX1_TIMEOUT 50

static rt_mutex_t mtx1;
static rt_sem_t semaphore1;

static void thread1_entry(void *parameter)
{
rt_uint32_t value;
rt_err_t result;

result = rt_mutex_take(&mtx1, MTX1_TIMEOUT);
if (result == RT_EOK)
{
rt_kprintf("thread1 get MTX1\r\n");

rt_thread_mdelay(500);

rt_mutex_release(&mtx1);
}

rt_sem_wait(&semaphore1, RT_WAITING_FOREVER);
}

static void thread2_entry(void *parameter)
{
rt_uint32_t value;
rt_err_t result;

result = rt_mutex_take(&mtx1, MTX1_TIMEOUT);
if (result == RT_EOK)
{
rt_kprintf("thread2 get MTX1\r\n");

rt_thread_mdelay(500);

rt_mutex_release(&mtx1);
}

rt_sem_signal(&semaphore1);
}

int main(void)
{
rt_thread_t tid1, tid2;

rt_hw_board_init();

rt_mutex_init(&mtx1, "mtx1", RT_IPC_FLAG_FIFO);
rt_sem_init(&semaphore1, "semaphore1", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);

tid1 = rt_thread_create("t1", thread1_entry, RT_NULL, 1024, 10, 5);
tid2 = rt_thread_create("t2", thread2_entry, RT_NULL, 1024, 20, 5);

rt_thread_startup(tid1);
rt_thread_startup(tid2);

return RT_EOK;
}

运行结果：

thread1 get MTX1
thread2 get MTX1

实验分析：

1. 程序创建了两个线程 thread1 和 thread2，使用互斥锁 MTX1 来同步线程的访问；

2. thread1 先获取互斥锁 MTX1，并打印“thread1 get MTX1”，然后延时 500ms 之后释放互斥锁 MTX1；

3. thread2 延时一段时间后获取互斥锁 MTX1，并打印“thread2 get MTX1”，然后释放互斥锁 MTX1；

4. 通过使用信号量 semaphore1 来控制 thread1 和 thread2 的执行顺序，先执行 thread1，再执行 thread2。

结论：

1. RT_thread 支持多种同步方式，如互斥锁、信号量、事件等；

2. 通过使用同步方法，可以保证多线程应用程序的正确性和一致性。