|
| 1 | +## LoopThread |
| 2 | +Внутри этой задачи-потока можно использовать "асинхронные" задержки и ожидания условий и событий, почти как в RTOS системах, что позволяет задачам выполняться по-настоящему одновременно и параллельно. Потоки реализованы на переходах к метке, без сохранения стека функции как в RTOS, поэтому не используют дополнительной памяти, но имеют ряд ограничений и особенностей. Создать поток можно вручную как тикер `LoopTicker`, но нужно дополнительно вызвать `LP_THREAD_BEGIN()` в начале и `LP_THREAD_END()` в конце обработчика: |
| 3 | + |
| 4 | +```cpp |
| 5 | +LoopThread th_manual([]() { |
| 6 | + LP_THREAD_BEGIN(); |
| 7 | + |
| 8 | + // код |
| 9 | + |
| 10 | + LP_THREAD_END(); |
| 11 | +}); |
| 12 | +``` |
| 13 | +
|
| 14 | +Либо использовать макрос, который сам создаст имя для функции и обернёт код в begin-end: |
| 15 | +
|
| 16 | +```cpp |
| 17 | +LP_THREAD({ |
| 18 | + // код |
| 19 | +}); |
| 20 | +
|
| 21 | +LP_THREAD_("thread_id", { |
| 22 | + // код |
| 23 | +}); |
| 24 | +``` |
| 25 | + |
| 26 | +> Внутри обработчика точно так же можно обращаться к задаче через `thisTask` и делать всё то же самое, что с `LoopTicker` (остановить, исключить из loop, отправить-поймать событие и так далее). |
| 27 | +
|
| 28 | +### Ожидание времени |
| 29 | +Поток может асинхронно ждать указанное время, это ожидание **не блокирует выполнение программы**: |
| 30 | + |
| 31 | +```cpp |
| 32 | +LP_THREAD({ |
| 33 | + LP_SLEEP(500); |
| 34 | + Serial.println("test!"); |
| 35 | +}); |
| 36 | +``` |
| 37 | +
|
| 38 | +Например вот так выглядит классический blink: |
| 39 | +
|
| 40 | +```cpp |
| 41 | +LP_THREAD({ |
| 42 | + digitalWrite(LED_BUILTIN, 1); |
| 43 | + LP_SLEEP(500); |
| 44 | + digitalWrite(LED_BUILTIN, 0); |
| 45 | + LP_SLEEP(500); |
| 46 | +}); |
| 47 | +``` |
| 48 | + |
| 49 | +Поток также позволяет обернуть часть кода в бесконечный цикл, чтобы организовать setup-loop как это обычно делается в таких случаях: |
| 50 | + |
| 51 | +```cpp |
| 52 | +LP_THREAD({ |
| 53 | + pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // выполнится один раз |
| 54 | + |
| 55 | + while (true) { |
| 56 | + digitalWrite(LED_BUILTIN, 1); |
| 57 | + LP_SLEEP(500); |
| 58 | + digitalWrite(LED_BUILTIN, 0); |
| 59 | + LP_SLEEP(500); |
| 60 | + } |
| 61 | +}); |
| 62 | +``` |
| 63 | +
|
| 64 | +### Ожидание условия |
| 65 | +Поток также может асинхронно ждать наступления указанного условия, например: |
| 66 | +
|
| 67 | +```cpp |
| 68 | +bool flag = 0; |
| 69 | +
|
| 70 | +LP_THREAD({ |
| 71 | + LP_WAIT(flag); // ждём пока флаг станет 1 |
| 72 | +
|
| 73 | + Serial.println("flag!"); |
| 74 | + flag = 0; |
| 75 | +}); |
| 76 | +``` |
| 77 | + |
| 78 | +Если где-то в программе поднимется flag, то выполнение кода продолжится. |
| 79 | + |
| 80 | +### Ожидание события |
| 81 | +Также есть готовый макрос ожидания события: |
| 82 | + |
| 83 | +```cpp |
| 84 | +LP_THREAD_("thread", { |
| 85 | + Serial.println("wait event"); |
| 86 | + LP_WAIT_EVENT(); // ждём, когда кто то отправит событие |
| 87 | + Serial.println("event!"); |
| 88 | +}); |
| 89 | + |
| 90 | +// отправляем событие по таймеру |
| 91 | +LP_THREAD({ |
| 92 | + LP_SLEEP(2000); |
| 93 | + Looper.pushEvent("thread"); |
| 94 | +}); |
| 95 | + |
| 96 | +// или так |
| 97 | +LP_TIMER(1000, []() { |
| 98 | + Looper.pushEvent("thread"); |
| 99 | +}); |
| 100 | +``` |
| 101 | +
|
| 102 | +## Ограничения |
| 103 | +Реализация потоков очень простая и лёгкая, поэтому есть ограничения. По сути все макросы ожидания создают метку перехода, а весь код находится внутри `switch`, это означает что: |
| 104 | +- После макроса ожидания будет выход из функции без сохранения стека, т.е. объявленные выше локальные переменные потеряют значения |
| 105 | +- Нельзя создавать внутри потока локальные переменные, которые "живут" между вызовами макросов ожидания |
| 106 | +- Для создания "стека" используем статические переменные внутри функции |
| 107 | +
|
| 108 | +Например цикл с задержкой делать вот так **нельзя**: |
| 109 | +```cpp |
| 110 | +LP_THREAD({ |
| 111 | + for (int i = 0; i < 10; i++) { |
| 112 | + Serial.println(i); |
| 113 | + LP_SLEEP(500); |
| 114 | + // тут мы выйдем из функции и потеряем значение i |
| 115 | + } |
| 116 | +}); |
| 117 | +``` |
| 118 | + |
| 119 | +Вот так - **можно** и нужно: |
| 120 | + |
| 121 | +```cpp |
| 122 | +LP_THREAD({ |
| 123 | + static int i; |
| 124 | + |
| 125 | + for (i = 0; i < 10; i++) { |
| 126 | + Serial.println(i); |
| 127 | + LP_SLEEP(500); |
| 128 | + } |
| 129 | +}); |
| 130 | +``` |
| 131 | +
|
| 132 | +## Семафоры |
| 133 | +Реализована простенькая поддержка семафоров для синхронизации потоков. Например есть два потока, один забирает семафор на какое то время для условного получения значения, второй поток блокируется до освобождения семафора и выводит это значение: |
| 134 | +
|
| 135 | +```cpp |
| 136 | +LP_SEM sem = 1; // начальное значение 1, чтобы какой-нибудь поток мог забрать себе семафор |
| 137 | +int val; |
| 138 | +
|
| 139 | +LP_THREAD({ |
| 140 | + LP_SEM_WAIT(sem); // ждём тут, пока семафор занят |
| 141 | + // тут мы забираем семафор себе, другие потоки будут заблокированы |
| 142 | +
|
| 143 | + Serial.println(val); |
| 144 | +
|
| 145 | + LP_SEM_SIGNAL(sem); // освобождаем семафор |
| 146 | +}); |
| 147 | +
|
| 148 | +LP_THREAD({ |
| 149 | + LP_SEM_WAIT(sem); // ждём тут, пока семафор занят |
| 150 | + // тут мы забираем семафор себе, другие потоки будут заблокированы |
| 151 | +
|
| 152 | + // имитация бурной деятельности |
| 153 | + LP_SLEEP(500); |
| 154 | + val = random(100); |
| 155 | +
|
| 156 | + LP_SEM_SIGNAL(sem); // освобождаем семафор |
| 157 | +}); |
| 158 | +``` |
| 159 | + |
| 160 | +### Потоки с данными |
| 161 | +Тут всё по аналогии с другими типами задач |
| 162 | + |
| 163 | +```cpp |
| 164 | +// вручную |
| 165 | +LoopThreadData<int> thread_data(new int(3), [](int* data) { |
| 166 | + LP_THREAD_BEGIN(); |
| 167 | + |
| 168 | + LP_SLEEP(500); |
| 169 | + Serial.println(*data); |
| 170 | + *data += 1; |
| 171 | + |
| 172 | + LP_THREAD_END(); |
| 173 | +}); |
| 174 | + |
| 175 | +// макрос |
| 176 | +LP_THREAD_DATA(int, new int(3), int* data, { |
| 177 | + LP_SLEEP(500); |
| 178 | + Serial.println(*data); |
| 179 | + *data += 1; |
| 180 | +}); |
| 181 | +``` |
0 commit comments