将 RTOS 队列对象封装在仅具有静态分配的 IQueue 自定义接口中

Question

在基于嵌入式组件的系统中，我有一个自定义接口 IQueue，它可以派生出特定的系统实现，例如，FreeRTOSQueue。

class IQueue { ... virtual void push(...) = 0; ... };
class FreeRTOSQueue : public IQueue { ... };

我只想使用静态分配，而 IQueue 无法做到这一点。由于它是一个基于组件的系统，我不想将FreeRTOSQueue直接实例化成一个系统class。

理想的用法类似于下面的代码，这与 FreeRTOS 的用法有点相似。

class MyApplication {
public:
    ...

    IQueue queue;

    void init()
    {
        this->queue = this->kernel->createQueue(...);
    }
};

我可以将队列实例化为全局变量并与内核实例和其他组件一起注入 classes，但这不是很好，因为队列不是系统元素，它是仅限该模块。

我想听听架构方面的建议，以了解使它简洁明了的最佳方法。请记住它是一个嵌入式系统。

obs.: 如果您认为这是不可能的，因为在某些时候我需要为特定队列分配一些内存class，请随时指出。

谢谢，

拉斐尔

Answer 1

我找到了适合自己的解决方案，希望对有类似需求的人有所帮助。

首先，我声明了一个接口 IQueue 并向前声明了一个类型 Queue

class IQueue { ... virtual void push(...) = 0; ... };
class Queue;

然后，当我声明我的 IKernel 接口时，createQueue 方法返回 Queue 对象的值

class IKernel { ... virtual Queue createQueue(...) = 0; ... };

为了实现，我声明了一个 FreeRTOSQueue 和从它继承的队列 class：

class FreeRTOSQueue : public IQueue { ... xQueueHandle handle; ... };
class Queue : public FreeRTOSQueue {};

FreeRTOSQueue 将包含 xQueueHandle，同样可以扩展到信号量。内核 createQueue 实现将是：

class FreeRTOSKernel : public IKernel {
public:
    Queue createQueue(...)
    {
        Queue q;
        q.handle = xQueueCreate(...);
        return q;
    }
}

以及用法：

class MyApplication {
public:
    ...

    Queue queue;

    void init()
    {
        this->queue = this->kernel->createQueue(...);
    }
};

我仍在考虑将 createQueue 作为 "init" 方法移动到 IQueue class 上，它认为这样会更干净。

Answer 2

如果我没理解错的话，你要找的是所谓的线程安全内存池： https://en.m.wikipedia.org/wiki/Memory_pool。

用谷歌搜索这个术语会产生大量准确的设计和实现，包括适用于任何 OS 而不仅仅是 FreeRTOS

的 Boost

将 RTOS 队列对象封装在仅具有静态分配的 IQueue 自定义接口中

Encapsulating RTOS Queue object in an IQueue custom interface having only static allocation

c++

architecture

embedded

rtos

freertos