讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

今天你要来点 protoThread么?

秋浩同学_3389

秋浩同学_3389

发布时间:2025-09-19 08:43:01

|

648人浏览过

|

来源于php中文网

原创

今天我们将插入一篇关于底层软件的文章,名为“【硬件篇】vcu软件接口原理”的更新工作仍在进行中,预计将超过10篇,敬请期待。今天我们将探讨一种事件驱动模型“protothreads”,由瑞典sics的adam dunkels开发,并在contiki os中使用。这款模型非常适合资源受限的嵌入式系统,我也曾在某个项目中使用过,深感其妙,愿与大家分享。文中所述可能未尽详尽,欢迎各位指出不足之处。

今天你要来点 protoThread么?protothreads简介

任务栈:

protothreads是一种轻量级的线程模型,其编程风格类似于Windows中的线程,但更倾向于无线程编程。在操作系统中,每个线程都有独立的任务栈,而protothreads的各个线程共享同一个任务栈,从而减少了RAM的使用。

上下文切换:

在protothreads编程模型中,任务本质上是函数,函数之间协同工作,因此也被称为“协程(coroutine)”。上下文切换与操作系统中的不同,操作系统由OS管理上下文切换,而在protothreads模型中,通过yield方式保存现场并转移运行权。

任务阻塞:

protothreads虽然提供了在各自线程内条件阻塞的机制,但对于在该线程内调用的其他函数,则无法阻塞其运行。因此,如果要在线程内调用耗时较长的函数,为确保各个线程的实时性,需要将这些函数进一步分解为更小的函数,分步执行。protothreads的阻塞本质上是函数返回,且只能在程序员指定的位置进行阻塞。

代码分析

protothreads包含5个头文件,是的,你没看错,是头文件,意味着没有C文件,整个模型是通过宏实现的。下表简单描述了这5个头文件的主要内容。

lc-addrlabels.h 使用GCC扩展语法实现的协程基础 lc-switch.h

使用switch语句实现的协程基础

lc.h

用于选择GCC语法还是switch语句实现

pt.h

基于lc.h实现协程API

pt-sem.h

协程间通信(信号量)的实现

主要API包含在pt.h中,以下介绍一些常用的API:

协程初始化代码:#define PT_INIT(pt) LC_INIT((pt)->lc)

解释:初始化一个协程,实际上是初始化状态变量(pt)->lc,类似于MBD模型开发中的各个StateFlow状态;

协程入口代码:

#define PT_BEGIN(pt) \

{ char PT_YIELD_FLAG = 1; LC_RESUME((pt)->lc)

解释:协程的入口,PT_YIELD_FLAG =1,表示不让出运行权,PT_YIELD_FLAG =0表示让出运行权,LC_RESUME就是跳转到上一次让出运行权的位置继续运行,本质上是switch跳转到相应的case。

协程的退出口代码:

#define PT_END(pt) \

LC_END((pt)->lc); PT_YIELD_FLAG = 0; \

PT_INIT(pt); return PT_ENDED; }

解释:协程的退出口,到此一个协程结束,内容就是清除标志和上下文状态。

协程条件阻塞1代码:

#define PT_WAIT_UNTIL(pt, condition)\

do {\

LC_SET((pt)->lc);\

if(!(condition)) {\

return PT_WAITING;\

}\

} while(0)

windows-git-ops
windows-git-ops

在 Windows PowerShell 工作区执行 Git 操作时使用此技能,特别适用于创建分支、暂存、提交、合并、状态检查等。

下载

解释:协程条件阻塞,阻塞的本质是让出CPU运行权,首先记录下当前的状态(LC_SET((pt)->lc)),以便下一次恢复,保存现场后再判断条件,如果condition为真,则继续往下运行,如果condition为假,直接return返回函数状态PT_WAITING,让出运行权,保持阻塞状态。所以可以这样理解:直到condition条件成立才继续执行,否则继续等待。

协程条件阻塞2代码:

#define PT_WAIT_WHILE(pt,condition) \

PT_WAIT_UNTIL((pt), !(condition))

解释:类似PT_WAIT_UNTIL,只是condition的条件取反。可以这样理解:当condition条件成立时继续等待,否则继续执行。

协程退出代码:

#define PT_EXIT(pt)\

do {\

PT_INIT(pt);\

return PT_EXITED;\

} while(0)

解释:任务后面的代码不执行,初始化状态变量,然后直接退出重新执行。

协程无条件让出运行权代码:

#define PT_YIELD(pt)\

do {\

PT_YIELD_FLAG = 0;\

LC_SET((pt)->lc);\

if(PT_YIELD_FLAG == 0) {\

return PT_YIELDED;\

}\

} while(0)

解释:协程运行权无条件让出一次,让出前,先记录下当前的状态(LC_SET((pt)->lc)),以便下一次恢复,保存现场后,立即让出运行权,本质上是函数return。

协程有条件让出运行权代码:

#define PT_YIELD_UNTIL(pt,condition)\

do {\

PT_YIELD_FLAG = 0;\

LC_SET((pt)->lc);\

if((PT_YIELD_FLAG == 0) || !(condition)) {\

return PT_YIELDED;\

}\

} while(0)

解释:比PT_YIELD(pt)多了一个条件,协程运行权首先无条件让出一次,这是通过PT_YIELD_FLAG来实现的,第二次运行时,再判断条件condition,如果条件为真,继续执行,如果条件为假,则立即让出运行权继续阻塞。

实例

上面介绍了常用API,下面我们看一个实例:

今天你要来点 protoThread么? 上面的代码就不多解释了,注释已经写得很详细了,唯一需要解释的是这个宏“PT_WAIT_MS”,这是我通过PT_WAIT_UNTIL扩展出来的API,并结合系统Tick实现了延时功能。如果大家熟悉使用后,也可以利用基础的API去扩展自己的功能API。

大家不难发现,相对于使用状态机去实现同样的功能,使用protothreads能够节省很多行代码,而且易于阅读,编程思路和效率也得到提高。

热门AI工具

更多
立刻MV
立刻MV Hot

立刻MV是一款AI文本写作工具,AI 音乐视频(MV)创作工具。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

讯飞绘文

讯飞绘文是一款由科大讯飞推出的一站式 AIGC 内容运营平台。

DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

墨刀AI
墨刀AI Hot

一款AI图像与设计工具,主要用于产品经理的专属智能体,适合需要提升相关任务效率的用户。

咔片AIPPT

一款在线AI演示文稿制作工具,可根据主题和内容需求辅助生成PPT结构与页面,提高演示材料制作效率。

WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

UpDream
UpDream Hot

一款AI视频创作工具,主要用于哔哩哔哩推出的自研AI视频创作工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

Loomy
Loomy Hot

一款AI工具,主要用于科大讯飞发布的桌面级 AI 助理,比 OpenClaw 更易用、更安全!,适合需要提升相关任务效率的用户。

相关专题

更多
typedef和define区别
typedef和define区别

typedef和define区别在类型检查、作用范围、可读性、错误处理和内存占用等。本专题为大家提供typedef和define相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

313

2023.09.26

define的用法
define的用法

define用法:1、定义常量;2、定义函数宏:3、定义条件编译;4、定义多行宏。更多关于define的用法的内容,大家可以阅读本专题下的文章。

619

2023.10.11

switch语句用法
switch语句用法

switch语句用法:1、Switch语句只能用于整数类型,枚举类型和String类型,不能用于浮点数类型和布尔类型;2、每个case语句后面必须跟着一个break语句,以防止执行其他case的代码块,没有break语句,将会继续执行下一个case的代码块;3、可以在一个case语句中匹配多个值,使用逗号分隔;4、Switch语句中的default代码块是可选的等等。

1051

2023.09.21

Java switch的用法
Java switch的用法

Java中的switch语句用于根据不同的条件执行不同的代码块。想了解更多switch的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1417

2024.03.13

while的用法
while的用法

while的用法是“while 条件: 代码块”,条件是一个表达式,当条件为真时,执行代码块,然后再次判断条件是否为真,如果为真则继续执行代码块,直到条件为假为止。本专题为大家提供while相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

354

2023.09.25

硬盘接口类型介绍
硬盘接口类型介绍

硬盘接口类型有IDE、SATA、SCSI、Fibre Channel、USB、eSATA、mSATA、PCIe等等。详细介绍:1、IDE接口是一种并行接口,主要用于连接硬盘和光驱等设备,它主要有两种类型:ATA和ATAPI,IDE接口已经逐渐被SATA接口;2、SATA接口是一种串行接口,相较于IDE接口,它具有更高的传输速度、更低的功耗和更小的体积;3、SCSI接口等等。

3148

2023.10.19

PHP接口编写教程
PHP接口编写教程

本专题整合了PHP接口编写教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

4849

2025.10.17

php8.4实现接口限流的教程
php8.4实现接口限流的教程

PHP8.4本身不内置限流功能,需借助Redis(令牌桶)或Swoole(漏桶)实现;文件锁因I/O瓶颈、无跨机共享、秒级精度等缺陷不适用高并发场景。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

3769

2025.12.29

OpenJDK JVM参数怎么调优
OpenJDK JVM参数怎么调优

Java应用运行缓慢,如何调整JVM参数?本专题介绍OpenJDK JVM性能调优的基本流程,涵盖性能指标确认、运行数据采集、内存配置和垃圾回收分析,帮助你先定位瓶颈,再通过对照测试验证效果,避免直接套用参数而影响应用稳定性。

0

2026.10.16

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
JDK 27官方文档
JDK 27官方文档

共0课时 | 0人学习

LLVM Programmer’s Manual
LLVM Programmer’s Manual

共0课时 | 0人学习

LLVM官方文档
LLVM官方文档

共0课时 | 0人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn