[发明专利]一种基于Linux的多线程硬实时控制方法

说明书

本发明公开一种基于Linux的多线程硬实时控制方法，包括以下步骤：步骤1：定义全局互斥锁并初始化；步骤2：创建主控线程和被控线程；步骤3：在主控线程中申请互斥锁，在被控线程中进行信号注册；步骤4：对主控线程进行实时监控，检测其是否需要实时挂起被控线程，如果是，则转至步骤5；如果否，则检测其是否需要恢复被控线程，如果是，则转到步骤6，如果否，则循环执行步骤4；步骤5：主控线程执行挂起被控线程的操作，返回步骤4；步骤6：主控线程恢复被控线程；步骤7：主控线程再次申请互斥锁，并转到步骤4。本发明运用信号传递的高优先级和互斥锁的性质，达到了非常实时的挂起被控线程和恢复被控线程的目的，达到了硬实时的要求。

技术领域

本发明涉及多线程处理，尤其涉及基于Linux的多线程的硬实时控制方法。

背景技术

现有的Linux系统开发中，基本都会用到多线程的开发技术。而且多线程中要进行相互的控制。

当前的一般线程控制方法有：a、通过使用全局变量。A线程循环判断变量的当前值来切换状态，B线程中修改变量值来控制A线程。这样做资源浪费并且无法实时控制。b、使用条件变量。使用条件变量的线程可实现线程的唤醒，而无法在外部对线程进行实时的挂起，挂起只能线程本身运行到挂起点后才可以。因此只实现线程同步，而没有线程实时控制。上述现有的方法无法做到对线程的实时控制。

另一方面，在编程中，为了保证共享数据操作的完整性，引入了对象互斥锁的概念。每个对象都对应于一个可称为互斥锁 的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。例如申请号为200310114380.3的发明专利，公开了一种用于串行互斥体的方法与装置，其将互斥锁与共享数据项相关联、并向多个执行线程提供互斥锁所有权的机制,这些线程按次序对共享数据项执行代码操作。该方法主要是使用互斥锁来保证共享数据的一致性。其中使用到了互斥锁，用互斥锁主要是对共享资源的保护，让多线程不能同时访问共享资源，而是排着队顺序去访问的。再例如申请号为201010182624.1的发明专利，公开了一种资源共享的方法及系统，其提供了一种资源共享的方法和系统,所述方法包括下述步骤:设置资源与文件中的字节之间的对应关系;当进程访问资源时,针对文件中与该资源对应的字节申请文件锁,并在文件锁申请成功后,进程按照申请的文件锁访问资源;当进程释放资源时,解除进程针对文件中该资源对应的字节申请的文件锁。其主要也是使用互斥锁对共享资源的互斥访问。其中使用到了互斥锁，用互斥锁主要是对共享资源的保护，让多线程不能同时访问共享资源。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种基于Linux的多线程硬实时控制方法，使用互斥锁和信号结合控制，达到对线程的硬实时控制的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的思路是使用互斥锁和信号结合控制。其中，使用互斥锁，但不是使用它来对临界资源的控制保护这一基本功能，而是用到了一个线程在该互斥锁上面等待跟获取的实时性，进而达到线程的实时挂起跟恢复运行。使用信号，信号的发送跟接收是使用中断方式的，所以具有较高的优先级，使用信号可以随时并实时的通知被控制线程，使之挂起，达到硬实时控制的目的。

具体的，本发明所采用的技术方案为，一种基于Linux的多线程硬实时控制方法，包括以下过程：

过程1：定义一个全局的互斥锁，并在主线程中申请互斥锁；在被控线程中注册信号，并定义信号处理函数，该信号处理函数用以申请全局的互斥锁；

过程2：当主线程要挂起被控线程时，向被控线程发送信号，被控线程接收到信号后，被阻塞挂起；

过程3：当主线程要恢复被控线程时，释放掉互斥锁，则被控线程就可以获取到互斥锁，解除阻塞，被控线程恢复运行。

其具体的实现步骤如下：

步骤1：定义一个全局的互斥锁，并初始化该互斥锁；

步骤2：创建一主控线程以及1个或多个被控线程；