作者 | strongerHuang
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之前分享了《 FreeRTOS V10.4.0更新了哪些功能？ 》，今天就來詳細講述其中的一個知識點：FreeRTOS的直接任務(wù)（消息）通知，這樣做的目的就是減少RAM占用空間并加快執(zhí)行速度。
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寫在前面 幾乎所有RTOS操作系統(tǒng)都提供了隊列和信號量的功能，對于大部分新手來說，使用隊列和信號量是必備技能。
但是，在大多數(shù)情況下，他們都是使用“中介對象”進行通信，而并非“直接任務(wù)消息”通信。
通過“中介對象”進行通信，每一組隊列或信號量都會分配一段內(nèi)存（消息緩沖區(qū)和流緩沖區(qū)）。就存在一個問題，如果隊列或信號量比較多，勢必造成更大的內(nèi)存開支。
但是，如果通過本文說的“直接消息”通信，會節(jié)約很多內(nèi)存。
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什么是直接任務(wù)通知？ 大多數(shù)任務(wù)間通信方法都通過 中介對象 ，例如隊列，信號量或事件組。 發(fā)送任務(wù)寫入通信對象，接收任務(wù)從通信對象讀取。
比如FreeRTOS的隊列通信，首先創(chuàng)建隊列之前要定義一個隊列：
QueueHandle_t xQueue； xQueue = xQueueCreate(10, sizeof( /* 長度 */ ) ); 而這個隊列包含了很多中介對象：
大家可以算一下這個“中介對象”會占用多少RAM空間？
通過一個代碼示意圖理解中介對象通信：
直接任務(wù)通知： 當使用直接任務(wù)通知時，顧名思義，發(fā)送任務(wù)將通知直接發(fā)送給接收任務(wù)，而無需中介對象。
通過一個代碼示意圖理解：
從FreeRTOS V10.4.0開始，每個任務(wù)都有一系列通知。每個通知都包含一個32位值和一個布爾狀態(tài)，它們一起僅消耗5個字節(jié)的RAM。
就像任務(wù)可以阻止二進制信號量等待該信號量變?yōu)椤翱捎谩币粯樱蝿?wù)可以阻止通知以等待該通知的狀態(tài)變?yōu)椤按幚怼?。同樣，就像任?wù)可以阻止計數(shù)信號量以等待該信號量的計數(shù)變?yōu)榉橇阋粯?，任?wù)可以阻止通知以等待該通知的值變?yōu)榉橇?。下面的第一個示例演示了這種情況。
通知不僅可以傳達事件，還可以通過多種方式傳達數(shù)據(jù)。
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進一步分析直接任務(wù)通知 通過對比 FreeRTOS V10.4.0 和之前版本，你會發(fā)現(xiàn) V10.4.0 多了一些API，比如ulTaskNotifyTake / ulTaskNotifyTakeIndexed：
在官網(wǎng)也有針對這些API的詳細介紹和說明，以及應(yīng)用代碼例子：
直接任務(wù)通信API說明地址：
https://www.freertos.org/RTOS-task-notification-API.html
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使用直接任務(wù)通知性能優(yōu)勢和使用限制 任務(wù)通知的靈活性使它們可以在需要創(chuàng)建單獨的隊列、 二進制信號量、 數(shù)信號量或事件組的情況下使用。
與使用中介對象（例如信號量）來取消阻止任務(wù)相比，使用直接通知取消阻止RTOS任務(wù)的速度快了45％ （來自官方數(shù)據(jù)） ，并且使用的RAM更少。
當然，有這些性能優(yōu)勢，也肯定一些限制：
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僅當只有一個任務(wù)可以作為事件的接收者時，才可以使用RTOS任務(wù)通知。但是，在大多數(shù)實際使用情況下都可以滿足此條件，例如中斷使執(zhí)行任務(wù)處理的任務(wù)中斷時，該任務(wù)將處理該中斷接收的數(shù)據(jù)。
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僅在使用RTOS任務(wù)通知代替隊列的情況下：接收任務(wù)可以在“阻塞”狀態(tài)下等待通知（因此不占用任何CPU時間），而發(fā)送任務(wù)不能在“阻塞”狀態(tài)下等待消息。如果發(fā)送無法立即完成，則發(fā)送完成。
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使用方法 使用方法其實很簡單，只要你會使用RTOS的隊列、信號量，基本看一眼官方例子就能使用。
我這里也拿官方例子說明一下：
/* main() 創(chuàng)建的兩個任務(wù)的原型 */static void prvTask1( void *pvParameters );static void prvTask2( void *pvParameters ); /* 處理由main() 創(chuàng)建的任務(wù)的句柄 */static TaskHandle_t xTask1 = NULL, xTask2 = NULL; /* 創(chuàng)建兩個任務(wù)，來回發(fā)送通知，然后啟動RTOS調(diào)度程序 */void main( void ){ xTaskCreate( prvTask1, “Task1”, 200, NULL, tskIDLE_PRIORITY, &xTask1 ); xTaskCreate( prvTask2, “Task2”, 200, NULL, tskIDLE_PRIORITY, &xTask2 ); vTaskStartScheduler();}/*———————————————————–*/ /* prvTask1() 使用API的“索引”版本 */static void prvTask1( void *pvParameters ){ for( ;; ) { /* 發(fā)送通知到prvTask2() ，使其脫離“已阻止”狀態(tài)。*/ xTaskNotifyGiveIndexed( xTask2, 0 ); /* 阻止等待prvTask2() 通知此任務(wù) */ ulTaskNotifyTakeIndexed( 0, pdTRUE, portMAX_DELAY ); }}/*———————————————————–*/ /* prvTask2()使用API的原始版本（不帶“索引”） */static void prvTask2( void *pvParameters ){ for( ;; ) { /* 等待prvTask1()通知此任務(wù) */ ulTaskNotifyTake( pdTRUE, portMAX_DELAY ); /* 向prvTask1（）發(fā)送通知，使它退出“已阻止”狀態(tài) */ xTaskNotifyGive( xTask1 ); }}本文就介紹到這里，更多內(nèi)容請參看官方文檔：
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