概述

本文介绍如何在 睿擎工业开发平台 中创建并运行 互斥量（mutex） 示例工程，通过初始化一个互斥量和三个不同优先级的线程，演示多线程环境下对共享资源的访问控制。通过线程对互斥量的竞争与获取，帮助读者快速掌握互斥量在解决资源争用、防止多线程数据冲突方面的同步机制使用方法。

互斥量简介

互斥量（mutex）是一种用于实现多线程间互斥访问共享资源的同步机制。它确保同一时间只有一个线程能够获取并拥有该互斥量，从而防止多线程并发访问导致的资源竞争和数据不一致问题。当互斥量被某个线程占用时，其他试图获取该互斥量的线程将被阻塞，直到持有线程释放该互斥量。

构建与烧录

创建工程点击展开

1. 依次点击 “文件” -> “新建” -> "RT-Thread RuiChing App 项目"。

   

2. 在弹出新建向导中选择 开发版 、BSP: 、示例 、 调试器/下载器。选择好之后点击 “完成”。

   

3. 点击 “完成” 后，等待工程创建完成。

   

4. 创建完成。

   

构建工程点击展开

1. 单击工程使工程进入 Active-Debug 模式。

   

2. 点击工具栏上的构建按钮进行工程编译。

   

3. 构建成功后，会显示构建成功的信息。

   

固件下载点击展开

1. 固化驱动

   

2. 固化 APP

   

核心示例代码

互斥量示例相关 API

• rt_mutex_init： 是 RT-Thread 内核用于静态初始化线程的核心函数（静态线程：栈空间与线程控制块由用户提前定义，编译时分配）
• rt_mutex_take：获取互斥量，RT_WAITING_FOREVER 表示无限等待
• rt_mutex_release ：释放互斥量

mutex_example.c

static void thread1_entry(void *param)
{
    rt_err_t result;

    rt_thread_mdelay(10);

    rt_kprintf("thread1 try to get mutex\n");
    result = rt_mutex_take(&static_mutex, RT_WAITING_FOREVER);// 获取互斥量
    if (result == RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("thread1 got mutex\n");
        rt_mutex_release(&static_mutex);// 释放互斥量
    }
}

static void thread2_entry(void *param)
{
    rt_err_t result;

    rt_thread_mdelay(20);

    rt_kprintf("thread2 try to get mutex\n");
    result = rt_mutex_take(&static_mutex, RT_WAITING_FOREVER);// 获取互斥量
    if (result == RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("thread2 got mutex\n");
        rt_mutex_release(&static_mutex);// 释放互斥量
    }
}

static void thread3_entry(void *param)
{
    rt_mutex_take(&static_mutex, RT_WAITING_FOREVER);// 获取互斥量
    rt_kprintf("thread3 got mutex, and sleep 50ms\n");
    rt_thread_mdelay(50);
    rt_mutex_release(&static_mutex);// 释放互斥量
}

int mutex_example(void)
{
    rt_mutex_init(&static_mutex, "static_mutex", RT_IPC_FLAG_PRIO);// 初始化互斥量

    rt_thread_init(&tid1, "thread1", thread1_entry, RT_NULL, tid1_stack, THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY - 1, THREAD_TIMESLICE);
    rt_thread_startup(&tid1);

    rt_thread_init(&tid2, "thread2", thread2_entry, RT_NULL, tid2_stack, THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
    rt_thread_startup(&tid2);

    rt_thread_init(&tid3, "thread3", thread3_entry, RT_NULL, tid3_stack, THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY + 1, THREAD_TIMESLICE);
    rt_thread_startup(&tid3);

    return 0;
}

运行示例

操作步骤

1. 将程序下载到开发板
2. 打开串口终端连接开发板
3. 输入 mutex_example 命令

预期结果

• 线程 3 优先获取互斥量并持有 50 毫秒，期间线程 1 和 线程 2 依次尝试获取该互斥量
• 线程 1 和线程 2 因互斥量被占用而进入阻塞挂起状态，并触发优先级继承机制
• 线程 3 释放互斥量后，优先级最高的线程 1 优先获得互斥量，随后是线程 2
• 最终三个线程按照优先级顺序依次完成互斥量的获取与释放，程序正常运行完毕

RT-Thread 终端

msh />mutex_example
msh />thread3 got mutex, and sleep 50ms
thread1 try to get mutex
thread2 try to get mutex
thread1 got mutex
thread2 got mutex