嵌入式開發(fā)中消息隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)

第第頁嵌入式開發(fā)中消息隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)

在（嵌入式開發(fā)）中經(jīng)常會(huì)看到消息隊(duì)列的身影，隊(duì)列的應(yīng)用是很廣泛的，它可以應(yīng)用的場景有很多，比如緩存（通信）消息，暫存執(zhí)行內(nèi)容，數(shù)據(jù)順序轉(zhuǎn)發(fā)等的操作。

那到底什么是隊(duì)列呢？

隊(duì)列屬于一種線性表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，跟棧有些類似，但是又不相同。隊(duì)列的不同之處在于它只允許在一端（front）進(jìn)行刪除操作，而在另外一端（rear）進(jìn)行插入操作，是一種有約束的線性表結(jié)構(gòu)。在隊(duì)列中進(jìn)行插入一端稱為隊(duì)列尾，進(jìn)行刪除操作的一端稱為隊(duì)列頭。

總而言之：

隊(duì)頭：指的是允許元素被刪除的一端；

隊(duì)尾：指的是允許元素被插入的一端；

入隊(duì)：隊(duì)列的插入操作。

出隊(duì)：隊(duì)列的刪除操作。

空隊(duì)：隊(duì)列中沒有任何元素時(shí)稱為空隊(duì)列。

隊(duì)列的示意圖參見下面：

在開發(fā)中，特別是涉及到消息數(shù)據(jù)的接收或者發(fā)送的時(shí)候，消息多的時(shí)候可能（MCU）一時(shí)半會(huì)處理不來，就需要考慮先將消息先接收并緩存起來，然后由MCU按照消息的先后順序一一去處理，這種情況下隊(duì)列就是比較好的選擇。

隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)可以自己寫一個(gè)，也可以參考網(wǎng)上別人實(shí)現(xiàn)的開源代碼，原理都是差不多的，只是要注意一點(diǎn)：消息的結(jié)構(gòu)的要按照自己的實(shí)際使用需求進(jìn)行定義。

本文分享一個(gè)guthub上的消息隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)：

倉庫鏈接如下：

/xiaoxinpro/QueueF（or）Mcu這個(gè)隊(duì)列是基于（單片機(jī)）實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列功能模塊，可以用于8位、16位、32位的單片機(jī)，特別適合應(yīng)用在非（RTOS）的單片機(jī)應(yīng)用中，可以兼容大多數(shù)的單片機(jī)平臺，對資源比較稀缺的單片機(jī)也是可以應(yīng)用的。

這個(gè)隊(duì)列功能模塊的使用方式如下：

1、定義隊(duì)列的消息結(jié)構(gòu)隊(duì)列的消息結(jié)構(gòu)定義如下：

typedefstructQUEUE_HandleTypeDef{unsignedinthe（ad）;//隊(duì)列頭指針unsignedintt（ai）l;//隊(duì)列尾指針unsignedintbuffer_length;//隊(duì)列緩存長度（初始化時(shí)賦值）QUEUE_DATA_T*buffer;//隊(duì)列緩存數(shù)組（初始化時(shí)賦值）}QUEUE_HandleTypeDef;在上面的消息結(jié)構(gòu)中，QUEUE_DATA_T需要自定義為自己項(xiàng)目中需要用到的數(shù)據(jù)類型。

在queue.h文件中可以找到QUEUE_DATA_T的定義如下：

#defineQUEUE_DATA_Tunsignedchar//隊(duì)列數(shù)據(jù)類型定義修改這個(gè)數(shù)據(jù)類型的定義即可。

2、創(chuàng)建隊(duì)列的緩存在創(chuàng)建隊(duì)列前要手動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列緩存區(qū)，用于存放隊(duì)列數(shù)據(jù)。如下創(chuàng)建一個(gè)大小為512的隊(duì)列緩存區(qū)。

QUEUE_DATA_TBuffer（Uart）Tx[512];3、初始化隊(duì)列隊(duì)列的緩存區(qū)定義好以后，就需要調(diào)用初始化函數(shù)來進(jìn)行隊(duì)列的創(chuàng)建，初始化函數(shù)如下：

voidQueue_Init(QUEUE_HandleTypeDef*hqueue,QUEUE_DATA_T*buffer,unsignedintlen)參數(shù)說明：

參數(shù)名描述hqueue需要初始化的隊(duì)列結(jié)構(gòu)，如果二次初始化將清空原隊(duì)列的內(nèi)容。buffer隊(duì)列緩存的首地址指針len隊(duì)列長度，不能比隊(duì)列緩存長度還要大。返回值說明：

該函數(shù)會(huì)返回一個(gè)QUEUE_StatusTypeDef枚舉數(shù)據(jù)類型，返回值會(huì)根據(jù)隊(duì)列狀態(tài)返回以下幾個(gè)值：

返回值描述QUEUE_OK數(shù)據(jù)壓入隊(duì)列成功。QUEUE_OVERLOAD未壓入數(shù)據(jù)到隊(duì)列中，原因隊(duì)列已滿。4、數(shù)據(jù)壓入隊(duì)列（1）單個(gè)消息壓入隊(duì)列

將數(shù)據(jù)壓入隊(duì)列尾部使用Queue_Push函數(shù)，該函數(shù)原型如下：

QUEUE_StatusTypeDefQueue_Push(QUEUE_HandleTypeDef*hqueue,QUEUE_DATA_Tdata)參數(shù)說明：

參數(shù)名描述hqueue需要壓入數(shù)據(jù)的隊(duì)列結(jié)構(gòu)。data待壓入隊(duì)列的數(shù)據(jù)。返回值說明：

該函數(shù)會(huì)返回一個(gè)QUEUE_StatusTypeDef枚舉數(shù)據(jù)類型，返回值會(huì)根據(jù)隊(duì)列狀態(tài)返回以下幾個(gè)值：

返回值描述QUEUE_OK數(shù)據(jù)壓入隊(duì)列成功。QUEUE_OVERLOAD未壓入數(shù)據(jù)到隊(duì)列中，原因隊(duì)列已滿。（2）多個(gè)消息壓入隊(duì)列

若需要將多個(gè)數(shù)據(jù)（數(shù)組）壓入隊(duì)列可以使用Queue_Push_Array函數(shù)，原理上循環(huán)調(diào)用Queue_Push函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，函數(shù)原型如下：

unsignedintQueue_Push_Array(QUEUE_HandleTypeDef*hqueue,QUEUE_DATA_T*pdatas,unsignedintlen)參數(shù)說明：

參數(shù)名描述hqueue需要壓入數(shù)據(jù)的隊(duì)列結(jié)構(gòu)。pdatas待壓入隊(duì)列的數(shù)組首地址。len待壓入隊(duì)列的數(shù)組長度。當(dāng)數(shù)組長度大于隊(duì)列剩余長度時(shí)，數(shù)組多余的數(shù)據(jù)將被忽略。

返回值說明：

該函數(shù)將返回實(shí)際被壓入到隊(duì)列中的數(shù)據(jù)長度。當(dāng)隊(duì)列中的剩余長度富余時(shí)，返回值將等于參數(shù)len的值。當(dāng)隊(duì)列中的剩余長度不足時(shí)，返回值為實(shí)際被壓入到隊(duì)列的數(shù)據(jù)長度。5、消息出隊(duì)（1）單數(shù)據(jù)彈出

將隊(duì)列頭部數(shù)據(jù)彈出隊(duì)列使用Queue_Pop函數(shù)，需要注意的是，彈出的數(shù)據(jù)將從隊(duì)列中刪除，該函數(shù)原型如下：

QUEUE_StatusTypeDefQueue_Pop(QUEUE_HandleTypeDef*hqueue,QUEUE_DATA_T*pdata)參數(shù)說明：

參數(shù)名描述hqueue需要彈出數(shù)據(jù)的隊(duì)列結(jié)構(gòu)。pdata用于保存彈出數(shù)據(jù)變量的指針。返回值說明：

該函數(shù)會(huì)返回一個(gè)QUEUE_StatusTypeDef枚舉數(shù)據(jù)類型，返回值會(huì)根據(jù)隊(duì)列狀態(tài)返回以下幾個(gè)值：

返回值描述QUEUE_OK數(shù)據(jù)彈出隊(duì)列成功。QUEUE_VOID未彈出數(shù)據(jù)到隊(duì)列中，原因隊(duì)列為空。（2）多數(shù)據(jù)彈出

若需要將多個(gè)數(shù)據(jù)彈出隊(duì)列可以使用Queue_Pop_Array函數(shù)，原理上循環(huán)調(diào)用Queue_Pop函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，需要注意的是，成功彈出的數(shù)據(jù)將從隊(duì)列中刪除，函數(shù)原型如下：

unsignedintQueue_Pop_Array(QUEUE_HandleTypeDef*hqueue,QUEUE_DATA_T*pdatas,unsignedintlen)參數(shù)說明：

參數(shù)名描述hqueue需要彈出數(shù)據(jù)的隊(duì)列結(jié)構(gòu)。pdatas用于保存彈出數(shù)據(jù)數(shù)組的首地址。len需要彈出數(shù)據(jù)數(shù)組的長度。當(dāng)需要彈出數(shù)據(jù)的長度大于隊(duì)列中的數(shù)據(jù)長度時(shí)，彈出數(shù)組多余的空間將不會(huì)被賦值。

返回值說明：

該函數(shù)將返回實(shí)際從隊(duì)列中彈出的數(shù)據(jù)長度。當(dāng)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)長度足夠時(shí)，返回值將等于參數(shù)len的值。當(dāng)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)長度不足時(shí)，返回值為實(shí)際從隊(duì)列中彈出的數(shù)據(jù)長度。6、清空隊(duì)列當(dāng)需要清空隊(duì)列數(shù)據(jù)時(shí)，無需彈出所有數(shù)據(jù)，只需要調(diào)用Queue_Clear即可快速清空指定隊(duì)列，在創(chuàng)建隊(duì)列時(shí)會(huì)調(diào)用此函數(shù)來初始化隊(duì)列，因此對于剛創(chuàng)建完成的隊(duì)列無需調(diào)用清空隊(duì)列函數(shù)。

函數(shù)原型：

voidQueue_Clear(QUEUE_HandleTypeDef*hqueue)參數(shù)說明：

參數(shù)名描述hqueue需要清空的隊(duì)列結(jié)構(gòu)。7、獲取隊(duì)列的數(shù)據(jù)量長度當(dāng)需要獲取隊(duì)列中的數(shù)據(jù)長度時(shí)，調(diào)用Queue_Count函數(shù)，函數(shù)原型如下：

unsignedintQueue_Count(QUEUE_HandleTypeDef*hqueue)參數(shù)說明：

參數(shù)名描述hque