干貨?|?用FreeRTOS搭建Event-Driven應(yīng)用框架
[導(dǎo)讀]大家好,我是逸珺。今天來(lái)分享一下,之前項(xiàng)目中使用FreeRTOS搭建的Event-Driven事件驅(qū)動(dòng)框架。
什么是Event-Driven?
Event-DrivenEvent在計(jì)算機(jī)編程方法中,是一種廣為使用的編程范式。比如Windows中的鼠標(biāo)、鍵盤(pán)輸入,就被Windows操作系統(tǒng)管理成了外部輸入事件,由操作系統(tǒng)向不同的應(yīng)用分發(fā)這些輸入事件,再由用戶(hù)應(yīng)用程序完成相應(yīng)的動(dòng)作Action。在GUI編程中,這是一種主要的編程范式。其基本結(jié)構(gòu)可以用下面這張圖來(lái)描述:- 事件生產(chǎn)者:對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生各種事件,并發(fā)送事件給系統(tǒng)
- 事件分發(fā):將外部輸入的事件進(jìn)行分發(fā)管理
- 事件隊(duì)列:事件分發(fā)后,對(duì)應(yīng)的的事件處理者,有可能有多個(gè)事件,因此需要按先后次序依次排隊(duì)處理,所以就有事件隊(duì)列管理
- 事件消費(fèi)者:負(fù)責(zé)處理由事件生產(chǎn)者發(fā)送給它的對(duì)應(yīng)事件,產(chǎn)生響應(yīng)。事件消費(fèi)者一般有一個(gè)循環(huán)程序,一直偵聽(tīng)事件隊(duì)列,如果接收到事件,則調(diào)用相應(yīng)的處理函數(shù)。
為什么推崇事件驅(qū)動(dòng)?
常規(guī)的做法是程序按照固有的順序執(zhí)行,這樣的編程方式,靈活性比較差。一旦需求稍有變動(dòng),可能就需要比較大的修改。在現(xiàn)代編程方法論中,軟件的復(fù)雜度越來(lái)越大,傳統(tǒng)過(guò)程方法不能滿足復(fù)雜軟件的需求,可維護(hù)性很差。用戶(hù)與軟件的交互體驗(yàn)也很差。要回答為什么要推崇事件驅(qū)動(dòng)范式,先來(lái)看看其特點(diǎn):- 多播通信:事件生產(chǎn)者產(chǎn)生的事件可以將事件發(fā)送給多個(gè)消費(fèi)者,也就是事件接收端,因此具備很強(qiáng)的靈活性
- 實(shí)時(shí)傳輸:事件可以被事件分發(fā)者實(shí)時(shí)的傳輸給事件接收端。這在嵌入式應(yīng)用中尤為明顯
- 異步通信:事件發(fā)布端不需要等待事件處理端處理前一個(gè)事件,發(fā)的管發(fā),處理的管處理,這也是一種解耦設(shè)計(jì)的體現(xiàn)。
- 細(xì)粒度通信:事件生產(chǎn)者,可以持續(xù)發(fā)送細(xì)粒度事件,而不需要將一系列事件與其業(yè)務(wù)邏輯關(guān)聯(lián),不需要聚合處理。
- 敏捷性:敏捷性是指應(yīng)對(duì)系統(tǒng)外部需求的快速變化的響應(yīng)能力。在事件驅(qū)動(dòng)編程范式中,功能域是松散耦合的。這可確保發(fā)生在一個(gè)組件上的更改不會(huì)影響系統(tǒng)中的其他組件。因此,事件驅(qū)動(dòng)編程范式提供的敏捷程度很高。
- 易于部署:在事件驅(qū)動(dòng)編程范式中,組件是松散耦合的。這在嵌入式Linux多應(yīng)用程序組成的系統(tǒng)比較常見(jiàn),在單片機(jī)中體現(xiàn)不出來(lái)。
- 可測(cè)試性:事件驅(qū)動(dòng)編程范式中單元測(cè)試難度適中,因?yàn)樗枰厥獾臏y(cè)試客戶(hù)端和測(cè)試工具來(lái)生成測(cè)試所需的事件。需要考慮其他因素,例如跨功能域的交互順序。事件的組合和交互的順序在系統(tǒng)行為中起著關(guān)鍵作用,需要成為測(cè)試的關(guān)鍵考慮因素。
- 性能:事件驅(qū)動(dòng)編程范式能夠并行執(zhí)行異步操作。這帶來(lái)更好性能,而不管消息排隊(duì)和出隊(duì)所涉及的時(shí)間延遲如何。
- 可擴(kuò)展性:由于組件的高度解耦特性,事件驅(qū)動(dòng)編程范式提供了高度的可擴(kuò)展性。
- 易于開(kāi)發(fā):由于該模式的異步性質(zhì),使用該模式的開(kāi)發(fā)難度較低。
用FreeRTOS搭事件驅(qū)動(dòng)框架
FreeRTOS的Queue提供了任務(wù)到任務(wù)、任務(wù)到中斷、中斷到任務(wù)、中斷到任務(wù)間的通訊機(jī)制。關(guān)于FreeRTOS隊(duì)列本身應(yīng)如何使用的細(xì)節(jié),這里不作展開(kāi)。假定Task0需要處理這樣一些事件,可以定義如下枚舉:代碼如下:typedef?enum??{
????TASK0_EVENT_0,
????TASK0_EVENT_1,
????TASK0_EVENT_2
????.....
}?Task0EventType;
typedef?struct?Task0Event_t?{
????Task0EventType??type;
????union?{
???????float?para1;
???????int? para2;
???????bool?on;
???????struct?{
?????????xxx;
???????}xxx;
????}?params;????
}?Task0Event;
定義一個(gè)聯(lián)合params放在Task0Event內(nèi),可以使事件發(fā)送附加信息的能力,使用union則可以考慮到不同的事件發(fā)送方需要傳送的附加信息不一樣的需求,比如有的中斷需要發(fā)送開(kāi)關(guān)量信息,有的甚至可能是一條報(bào)文或者很多信息。將Task0的任務(wù)循環(huán)寫(xiě)成下面這樣的形式:xQueueHandle??task0_queue;
//假定每10毫秒循環(huán)一次
#define?TASK0_INTERVAL_MS???????????10?
void?task0_main(void)
{???
???Task0Event?event;
???if(xQueueReceive(task0_queue,