什么是队列

队列又称消息队列，是一种常用于任务间通信的数据结构，队列可以在任务与任务间、中断和任
务间传递信息。
为什么不使用全局变量？
如果使用全局变量，兔子（任务1）修改了变量 a ，等待树獭（任务3）处理，但树獭处理速度很
慢，在处理数据的过程中，狐狸（任务2）有可能又修改了变量 a ，导致树獭有可能得到的不是
正确的数据。
在这种情况下，就可以使用队列。兔子和狐狸产生的数据放在流水线上，树獭可以慢慢一个个依
次处理。
关于队列的几个名词：
队列项目：队列中的每一个数据；
队列长度：队列能够存储队列项目的最大数量；
创建队列时，需要指定队列长度及队列项目大小。

队列特点

1. 数据入队出队方式
通常采用先进先出（FIFO）的数据存储缓冲机制，即先入队的数据会先从队列中被读取。
也可以配置为后进先出（LIFO）方式，但用得比较少。
2. 数据传递方式
采用实际值传递，即将数据拷贝到队列中进行传递，也可以传递指针，在传递较大的数据的时候
采用指针传递。
3. 多任务访问
队列不属于某个任务，任何任务和中断都可以向队列发送/读取消息
4. 出队、入队阻塞
当任务向一个队列发送消息时，可以指定一个阻塞时间，假设此时当队列已满无法入队。
阻塞时间如果设置为：
0：直接返回不会等待；
0~port_MAX_DELAY：等待设定的阻塞时间，若在该时间内还无法入队，超时后直接返回不
再等待；
port_MAX_DELAY：死等，一直等到可以入队为止。出队阻塞与入队阻塞类似；

队列相关 API 函数

1. 创建队列
   
   参数：
   uxQueueLength：队列可同时容纳的最大项目数 。
   uxItemSize：存储队列中的每个数据项所需的大小（以字节为单位）。
   返回值： 如果队列创建成功，则返回所创建队列的句柄 。 如果创建队列所需的内存无法分配 ，则返回 NULL。
2. 写队列
   
   
   参数：
   xQueue：队列的句柄，数据项将发送到此队列。
   pvItemToQueue：待写入数据
   xTicksToWait：阻塞超时时间
   返回值：
   如果成功写入数据，返回 pdTRUE，否则返回 errQUEUE_FULL。
3. 读队列
   
   参数：
   xQueue：待读取的队列
   pvItemToQueue：数据读取缓冲区
   xTicksToWait：阻塞超时时间
   返回值：
   成功返回 pdTRUE，否则返回 pdFALSE。

cubeMX配置创建

在Queues里面点击Add即可然后配置对应的参数即可！

二值信号量

什么是信号量？

信号量（Semaphore），是在多任务环境下使用的一种机制，是可以用来保证两个或多个关键代
码段不被并发调用。
信号量这个名字，我们可以把它拆分来看，信号可以起到通知信号的作用，然后我们的量还可以
用来表示资源的数量，当我们的量只有0和1的时候，它就可以被称作二值信号量，只有两个状
态，当我们的那个量没有限制的时候，它就可以被称作为计数型信号量。
信号量也是队列的一种。

什么是二值信号量？

二值信号量其实就是一个长度为1，大小为零的队列，只有0和1两种状态，通常情况下，我们用它来进行互斥访问或任务同步。
互斥访问：比如门钥匙，只有获取到钥匙才可以开门
任务同步：比如我录完视频你才可以看视频

二值信号量相关 API 函数

1. 创建二值信号量
   
   参数：
   无
   返回值：
   成功，返回对应二值信号量的句柄；
   失败，返回 NULL 。
2. 获取二值信号量
   
   参数：
   xSemaphore：要获取的信号量句柄
   xTicksToWait：超时时间，0 表示不超时，portMAX_DELAY表示卡死等待；
   返回值：
   成功，返回 pdPASS ；
   失败，返回 errQUEUE_FULL 。

cubMX创建

点击Binary Semaphore即可创建二值信号量，然后选择创建的方式（动态，静态）即可创建！

计数型信号量

什么是计数型信号量？

计数型信号量相当于队列长度大于1 的队列，因此计数型信号量能够容纳多个资源，这在计数型
信号量被创建的时候确定的。

计数型信号量相关 API 函数

参数：
uxMaxCount：可以达到的最大计数值 uxInitialCount：创建信号量时分配给信号量的计数值
返回值：
成功，返回对应计数型信号量的句柄；
失败，返回 NULL 。

cubMX创建

在Counting Semaphores栏点击Add即可，唯一和二值信号量不同的是，计数型信号量需提前Config parameters栏搜索的 USE_COUNTING_SEMAPHORES 设置为 Enabled 才可以创建！！！

操作完之后，Counting Semaphores栏里面的Add按键就会变成蓝色，可点击！

互斥量

什么是互斥量？

在多数情况下，互斥型信号量和二值型信号量非常相似，但是从功能上二值型信号量用于同步，而互斥型信号量用于资源保护。互斥型信号量和二值型信号量还有一个最大的区别，互斥型信号量可以有效解决优先级反转现象。

什么是优先级翻转？

互斥量就是靠这个以达到保护资源的目的！

假设创建的是普通的二值信号量，TaskH和TaskL均为获取信号量，TaskM为普通其他任务（比如打印发送串口信息），任务优先级由高到底为H->M->L，假如在某一个时刻，TaskL在运行过程中，突然TaskH运行了，但是信号量大小只有一个并且已经被TaskL获取了，所以TaskH就会被阻塞无法运行，TaskL就会继续运行，但是如果运行过程中TaskM突然要运行，因为TaskM任务不是获取信号量，所以TaskM就会中断TaskL，然后等待TaskM完成后TaskL才能再继续运行，那这样的话TaskH就只能更迟的运行起来了！这样的话就使得优先级高的反而不能及时地运行！
因此，有了互斥量，假设上面创建的不是二值信号量，而是互斥信号量，在TaskL运行的过程中，虽然TaskH还是无法打断TaskL，但是在TaskL运行过程中（没有释放出互斥信号量）系统就会将TaskL提升到TaskH（无法获取信号量被阻塞的任务）的优先级！这样TaskM就无法打断TaskL,等到TaskL完成后（释放互斥信号量）TaskH就会立即运行！这样就达到了效果！

互斥量相关 API 函数

互斥信号量不能用于中断服务函数中！

cubMX创建

在Mutexes栏里面点击Add然后选择创建方式（静态或动态）即可创建！！！

代码示例解析（便于理解）

创建的是互斥量：

运行结果：
（TaskM无法打断TaskL）

假设创建的是二值信号量，运行结果对比（只有创建的信号量类型不同，其他均相同）：（TaskM可以打断TaskL）