FreeRTOS-队列Queue

队列Queue

队列Queue可以用在“任务到任务”、“任务到中断”、“中断到任务”直接传输信息。

队列的阻塞访问（可指定超时时间）

只要知道队列的句柄，任务、ISR都可以读、写该队列。任务读写队列时，如果读写成功了就马上进入就绪态，否则阻塞直到超时。

可以从多个任务读写队列。当多个任务读取空队列时，这些任务都会进入阻塞状态。当队列中有数据时，优先级最高的任务会先进入就绪态，同优先级时等待时间最久的任务会先进入就绪态。写队列也类似。

创建队列

动态创建队列

QueueHandle_t xQueueCreate( UBaseType_t uxQueueLength, UBaseType_t uxItemSize );
// uxQueueLength：队列长度，最多能存放多少个数据（item）
// uxItemSize：每个数据（item）的大小，单位为字节
// 返回值：
//		非0：成功，返回句柄
//		NULL：失败，内存不足

静态创建队列

QueueHandle_t xQueueCreateStatic( UBaseType_t uxQueueLength, UBaseType_t uxItemSize, uint8_t *pucQueueStorageBuffer, StaticQueue_t *pxQueueBuffer );
// uxQueueLength：队列长度，最多能存放多少个数据（item）
// uxItemSize：每个数据（item）的大小，单位为字节
// pucQueueStorageBuffer：如果uxQueueLength非0，该参数必须指向一个uint8_t数组，数组大小至少为uxQueueLength * uxItemSize
// pxQueueBuffer：必须执行一个StaticQueue_t结构体，用来保存队列的数据结构
// 返回值：
//		非0：成功，返回句柄
//		NULL：失败，因为pxQueueBuffer为NULL

// 示例代码
#define QUEUE_LENGTH 	10
#define ITEM_SIZE 		sizeof( uint32_t )// xQueueBuffer用来保存队列结构体
StaticQueue_t xQueueBuffer;// ucQueueStorage 用来保存队列的数据
// 大小为：队列长度 * 数据大小
uint8_t ucQueueStorage[ QUEUE_LENGTH * ITEM_SIZE ];void vATask( void *pvParameters )
{QueueHandle_t xQueue1;// 创建队列: 可以容纳QUEUE_LENGTH个数据，每个数据大小是ITEM_SIZExQueue1 = xQueueCreateStatic( 	QUEUE_LENGTH,ITEM_SIZE,ucQueueStorage,&xQueueBuffer );
}

队列复位

队列刚被创建时，里面是没有数据的。使用过程中可以调用xQueueReset()把队列恢复为初始状态。

// pxQueue : 复位哪个队列;
// 返回值: pdPASS(必定成功)
BaseType_t xQueueReset( QueueHandle_t pxQueue);

删除队列

只能删除使用动态方法创建的队列。

void vQueueDelete( QueueHandle_t xQueue );

写队列

可以把数据写到队列头部/尾部。函数都有两个版本：在任务中使用、在ISR中使用。

/* 等同于xQueueSendToBack。往队列尾部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为xTicksToWait */
BaseType_t xQueueSend(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,TickType_t xTicksToWait
);/* 往队列尾部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为xTicksToWait */
BaseType_t xQueueSendToBack(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,TickType_t xTicksToWait
);/* 往队列尾部写入数据，此函数可以在中断函数中使用，不可阻塞 */
BaseType_t xQueueSendToBackFromISR(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
);/* 往队列头部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为xTicksToWait */
BaseType_t xQueueSendToFront(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,TickType_t xTicksToWait
);/* 往队列头部写入数据，此函数可以在中断函数中使用，不可阻塞 */
BaseType_t xQueueSendToFrontFromISR(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
);

参数	说明
xQueue	队列句柄
pvItemToQueue	数据指针
xTicksToWait	如果队列满则无法写入新数据，可以让任务进入阻塞状态，xTicksToWait表示阻塞的最大时间（Tick Count）。 如果设为0，无法写入数据时函数会立即返回； 如果设为portMAX_DELAY，则会一直阻塞直到有空间可写
返回值	pdPASS：数据成功写入了队列。 errQUEUE_NULL：写入失败，因为队列满了。

读队列

函数都有两个版本：在任务中使用、在ISR中使用。

BaseType_t xQueueReceive( 	QueueHandle_t xQueue,void * const pvBuffer,TickType_t xTicksToWait 
);BaseType_t xQueueReceiveFromISR(QueueHandle_t xQueue,void *pvBuffer,BaseType_t *pxTaskWoken
);

参数	说明
xQueue	队列句柄
pvBuffer	数据指针
xTicksToWait	如果队列空则无法读取新数据，可以让任务进入阻塞状态，xTicksToWait表示阻塞的最大时间（Tick Count）。 如果设为0，无法读取数据时函数会立即返回； 如果设为portMAX_DELAY，则会一直阻塞直到可读
返回值	pdPASS：从队列读出数据了。 errQUEUE_NULL：读取失败，因为队列空。

队列查询

可以查询队列中有多少个数据、有多少空余空间。

/* 返回队列中可用数据的个数 */
UBaseType_t uxQueueMessagesWaiting( const QueueHandle_t xQueue );/* 返回队列中可用空间的个数 */
UBaseType_t uxQueueSpacesAvailable( const QueueHandle_t xQueue );

队列覆盖

当队列长度为1时，可以使用xQueueOverwrite()或xQueueOverwriteFromISR()来覆盖数据。

注意：队列长度必须为1。当队列满时，这些函数会覆盖里面的数据。不会阻塞。

/* 覆盖队列* xQueue: 写哪个队列* pvItemToQueue: 数据地址* 返回值: pdTRUE表示成功, pdFALSE表示失败
*/
BaseType_t xQueueOverwrite(QueueHandle_t xQueue,const void * pvItemToQueue
);BaseType_t xQueueOverwriteFromISR(QueueHandle_t xQueue,const void * pvItemToQueue,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
);

队列偷看

如果想让队列的数据供多方读取，即只读不取。可进行偷看。可使用xQueuePeek()或xQueuePeekFromISR()，这些函数会从队列中复制出数据，但是不移除数据。

如果队列中没有数据，那么使用这些函数时也会导致阻塞；一旦队列中有数据，使用这些函数都会成功。

/* 偷看队列* xQueue: 偷看队列* pvItemToQueue: 数据地址* xTicksToWait: 阻塞时间* 返回值: pdTRUE表示成功, pdFALSE表示失败
*/
BaseType_t xQueuePeek(QueueHandle_t xQueue,void * const pvBuffer,TickType_t xTicksToWait
);BaseType_t xQueuePeekFromISR(QueueHandle_t xQueue,void *pvBuffer,
);

应用场景：队列的基本使用