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线程管理特点线程属性线程状态之间切换

news 2026/6/13 1:26:55

线程管理特点线程属性线程状态之间切换

RT-Thread是支持多任务的操作系统，多任务是通过多线程的方式实现。线程是任务的载体，是RT-Thread中最基本的调度单位

线程在运行的时候，它自己会认为自己独占CPU运行

线程执行时的运行环境成为上下文，具体来说就是各个变量和数据，包括所有寄存器变量，堆栈，内存信息等，

线程管理特点

RT-Thread线程管理的主要功能是对线程进行管理和调度，系统中总共存在两类线程：系统线程和用户线程我们的重点是在用户线程,系统线程是由RT-Thread内核创建的线程，用户线程是由应用程序创建的线程，这两类线程都会从内核对象容器中分配线程对象，当线程被删除时，也会被从对象容器中删除。

内核对象容器 = 用双向链表做成的 “分类货架”，用来收纳同一种类的所有内核对象，方便内核增、删、挨个遍历检查。

RT-Thread的线程调度器是抢占式的，主要工作就是从就绪线程列表中查找最高优先级线程，保证最高优先级的线程能够被运行，最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的使用权.

当调度器线程切换时，先将当前线程上下文保存起来(保护现场)，当再切回到这个线程时，线程调度器将该线程的上下文信息恢复(恢复现场)。

线程工作机制

线程控制块(本质就是结构体)

线程控制块是由结构体struct rt_thread表示，线程控制块是操作系统用于管理线程的一个数据结构，它会存放线程的一些信息，例如优先级，线程名称，线程状态等，也包含线程与线程之间连接用的链表结构，线程等待事件集合等。

/** * Thread structure */structrt_thread{/* rt object */charname[RT_NAME_MAX];/**< 给线程起的名字是一个char 型的数组 */rt_uint8_ttype;/**type = 定身份：告诉我它是线程、定时器， 还是别的资源RT-Thread 提前定义了一系列宏，用不同数字代表不同对象类型，举几个最常见的： #define RT_Object_Class_Thread 0x01 // 线程 #define RT_Object_Class_Timer 0x02 // 定时器 #define RT_Object_Class_Semaphore 0x03 // 信号量 #define RT_Object_Class_MessageQueue 0x04 // 消息队列 */rt_uint8_tflags;/**< thread's flags *//* flags 也是 1 字节（8 个二进制位），它不是存一个数字，而是把每一个二进制位当成一个独立的 “开关” 特点：动态变化。线程运行、挂起、退出，这些状态切换，本质就是 flags 里的 “开关” 在不断切换。 flags 主要记录两大类信息：线程当前运行状态（运行、就绪、挂起、关闭等） 线程固有属性（静态创建 / 动态创建、调度属性等） 2. 结合线程状态讲解（对应你 list_thread 的观测结果） 我们之前看到线程有这些状态：running、ready、suspend、closed，全部由 flags 中的状态位来表示。 内核同样用宏定义每一个 “开关” 的含义，节选常用状态标志： #define RT_THREAD_RUNNING 0x01 // 线程正在运行 #define RT_THREAD_READY 0x02 // 线程处于就绪态 #define RT_THREAD_SUSPEND 0x04 // 线程被挂起 #define RT_THREAD_CLOSE 0x08 // 线程已关闭（退出） 线程显示 running CPU 正在执行该线程，flags 中 RT_THREAD_RUNNING 这一位置 1。 线程显示 suspend 比如 timer 线程、调用了 rt_thread_mdelay() 的线程，RT_THREAD_SUSPEND 位置 1。 线程执行完 return 变为关闭态 RT_THREAD_CLOSE 位置 1，同时 list_thread 会过滤掉这类线程。 3. 除了状态，还存 “对象属性” flags 里除了运行状态，还会标记线程的创建方式等固有属性： 标记该线程是 静态线程（rt_thread_init）还是 动态线程（rt_thread_create）； 标记线程是否允许被抢占、是否是系统内核线程等。 比如系统 timer、tidle0 是静态线程，对应的属性位会固定置 1； 你自己用 rt_thread_create 创建的线程，动态属性位会置 1。 */#ifdefRT_USING_MODULEvoid*module_id;/**< id of application module */#endif/* RT_USING_MODULE */rt_list_tlist;/**< the object list */rt_list_ttlist;/**< the thread list *//* 线程执行的核心(栈+入口) */void*sp;/**< 栈指针 线程上下文切换的核心:线程切出时，CPU寄存器存在栈里，sp保存当前栈顶地址*/void*entry;/**< 线程入口函数 内核启动线程时从这个地址开始执行 */void*parameter;/**< 入口函数的参数 类比一下就是rt_thread_create的第三个参数。一般传RT_NULL,这就是为什么入口参数要传带void*参数的原因内核会强制把这个字段传给入口 */void*stack_addr;/**< 栈内存的起始地址 */rt_uint32_tstack_size;/**< 栈大小 *//* error code */rt_err_terror;/**< 线程错误码：线程操作的返回值存在这里（比如等待信号量超时） */rt_uint8_tstat;/**< 线程状态核心调度字段: 0-初始状态(刚create还没有startup) 1-就绪态(等待调度) 2-运行态(正在CPU上跑) 3-挂起/阻塞态(延时，等待资源) 4-关闭状态*//*单核MCU先不管.这个是SMP多核支持*/#ifdefRT_USING_SMPrt_uint8_tbind_cpu;/**< thread is bind to cpu */rt_uint8_toncpu;/**< process on cpu */rt_uint16_tscheduler_lock_nest;/**< scheduler lock count */rt_uint16_tcpus_lock_nest;/**< cpus lock count */rt_uint16_tcritical_lock_nest;/**< critical lock count */#endif/*RT_USING_SMP*//* 优先级调度(RT-Thread实时调度的核心) */rt_uint8_tcurrent_priority;/**< 线程当前优先级 *//*超过32级优先级时用*/#ifRT_THREAD_PRIORITY_MAX>32rt_uint8_tnumber;rt_uint8_thigh_mask;#endif/* RT_THREAD_PRIORITY_MAX > 32 */rt_uint32_tnumber_mask;/*事件集支持*/#ifdefRT_USING_EVENT/* thread event */rt_uint32_tevent_set;rt_uint8_tevent_info;#endif/* RT_USING_EVENT *//*信号支持*/#ifdefRT_USING_SIGNALSrt_sigset_tsig_pending;/**< the pending signals */rt_sigset_tsig_mask;/**< the mask bits of signal */#ifndefRT_USING_SMPvoid*sig_ret;/**< the return stack pointer from signal */#endif/* RT_USING_SMP */rt_sighandler_t*sig_vectors;/**< vectors of signal handler */void*si_list;/**< the signal infor list */#endif/* RT_USING_SIGNALS */rt_ubase_tinit_tick;/**<线程初始时的时间片 */rt_ubase_tremaining_tick;/**< 剩余时间片 */#ifdefRT_USING_CPU_USAGErt_uint64_tduration_tick;/**< cpu usage tick */#endif/* RT_USING_CPU_USAGE */#ifdefRT_USING_PTHREADSvoid*pthread_data;/**< the handle of pthread data, adapt 32/64bit */#endif/* RT_USING_PTHREADS */structrt_timerthread_timer;/**< built-in thread timer */void(*cleanup)(structrt_thread*tid);/**< cleanup function when thread exit *//* light weight process if present */#ifdefRT_USING_LWPvoid*lwp;#endif/* RT_USING_LWP */rt_ubase_tuser_data;/**< private user data beyond this thread */};typedefstructrt_thread*rt_thread_t;