[發(fā)明專利]線程數(shù)目可伸縮的多任務(wù)隊列調(diào)度系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310428355.6
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103473129B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧玉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳前海大數(shù)金融服務(wù)有限公司
• 主分類號: G06F9/46
• 分類號: G06F9/46
• 代理公司: 上海知義律師事務(wù)所31304
• 代理人: 楊楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及了一種基于工作線程池而設(shè)計的多任務(wù)隊列調(diào)度系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

RTOS(Realtime?operation?system，實時操作系統(tǒng))是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺，是一個可靠性和可信性很高的實時內(nèi)核。RTOS將CPU時間、中斷、I/O、定時器等資源都包裝起來，留給用戶一個標準的API(Application?Program?Interface，應(yīng)用程序接口)，并根據(jù)各個任務(wù)的優(yōu)先級，合理地在不同任務(wù)之間分配CPU時間。

RTOS通常設(shè)置于嵌入式系統(tǒng)中實時地完成各種功能，這些嵌入式系統(tǒng)通常具有實時性很好、系統(tǒng)體積小、資源有限和沒有圖形界面等特點。典型的RTOS有：Vxworks、pSOS、Nucleus、eCos、uC/OS-II等。

GUI(Graphic?User?Interface，圖形用戶接口)系統(tǒng)以圖形的方式實現(xiàn)人機交互，調(diào)度機制是GUI系統(tǒng)的核心，管理GUI系統(tǒng)的驅(qū)動和各個應(yīng)用程序，實現(xiàn)各個應(yīng)用程序?qū)PU資源的共享使用。高性能的GUI調(diào)度機制不僅占用很少的CPU資源，而且能夠快速響應(yīng)用戶請求。

上述GUI調(diào)度機制不是指操作系統(tǒng)內(nèi)核層面的任務(wù)調(diào)度，而是指具有界面顯示的各個應(yīng)用程序之間的調(diào)度機制。例如，開機便進入待機模塊，摘機就進入撥號模塊，不摘機按功能鍵就進入功能菜單模塊，從功能菜單中選擇照相機從而進入拍照模塊，此時如果有來電，則進入語音通話模塊，在通話完畢掛機后又返回拍照模塊。

當前典型的GUI系統(tǒng)為Windows操作系統(tǒng)的GUI，在嵌入式系統(tǒng)中比較常見的GUI系統(tǒng)為Qtopia和MiniGUI。下面分別介紹上述三個GUI系統(tǒng)。

1.Windows?CE(Control?System，控制系統(tǒng))

Windows?CE是嵌入式操作系統(tǒng)，提供完整的GUI界面和調(diào)度系統(tǒng)，與PC版的Windows在界面上幾乎完全一致。

2.MiniGUI

MiniGUI是針對嵌入式設(shè)備的、跨操作系統(tǒng)的圖形界面支持系統(tǒng)，屬于一種“嵌入式圖形中間件”軟件產(chǎn)品。在近八年的發(fā)展歷程中，MiniGUI已經(jīng)從一個僅僅是為了在Linux顯示中文而開發(fā)的小技術(shù)，發(fā)展成為一個跨操作系統(tǒng)的、完善的嵌入式圖形用戶界面支持系統(tǒng)。MiniGUI最理想地平臺是Linux操作系統(tǒng)，也可以支持uCOSII等RTOS。

3.Qtopia

Qtopia由Qt/Embedded發(fā)展而來，是面向嵌入式系統(tǒng)的Qt版本。因為Qt是KDE等項目使用的GUI支持庫，因此有許多基于Qt的X?Window程序可以非常方便地移植到Qtopia版本上。Qtopia是一個C++函數(shù)庫，它提供的控件集風格沿用了PC風格。

上述現(xiàn)有技術(shù)中的GUI系統(tǒng)的缺點為：上述GUI系統(tǒng)的調(diào)度完全使用內(nèi)核提供的線程調(diào)度，每個應(yīng)用程序不管是否需要界面顯示都有獨立的線程來接收操作系統(tǒng)的調(diào)度。基于底層強大的操作系統(tǒng)做支撐，各個應(yīng)用程序的設(shè)計雖然具有極大的靈活性，但是，各個應(yīng)用程序?qū)Φ讓硬僮飨到y(tǒng)的依賴太重，通常需要平臺化的操作系統(tǒng)的支持，比如Windows或者Linux操作系統(tǒng)。

上述GUI系統(tǒng)的資源開銷巨大，不能適應(yīng)功能明確的小型嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用需求，一般不支持RTOS作為底層的操作系統(tǒng)。另外，對于嵌入式應(yīng)用也不需要復(fù)雜的GUI系統(tǒng)，過于復(fù)雜的GUI事實上會降低用戶操作的簡便性。

上述GUI系統(tǒng)的各個應(yīng)用程序之間是一種松散關(guān)系，導(dǎo)致需要實現(xiàn)多個應(yīng)用程序時可能會出現(xiàn)如下的兩個問題：

1、如果將要實現(xiàn)的多個應(yīng)用程序作為不同的應(yīng)用程序功能模塊，則要求這些應(yīng)用程序功能模塊之間不要有太多的相互聯(lián)系。一旦這些應(yīng)用程序功能模塊之間有復(fù)雜的聯(lián)系，這些應(yīng)用程序功能模塊對系統(tǒng)的資源和設(shè)備(比如Camera、內(nèi)存)的需求必然會產(chǎn)生沖突，實現(xiàn)起來很難維護；

2、如果將要實現(xiàn)的多個應(yīng)用程序作為一個單獨應(yīng)用程序功能模塊，則會給多個程序員的協(xié)同開發(fā)帶來巨大的維護難度，將會導(dǎo)致多個程序員去開發(fā)同一個模塊或者一個程序員完成一個規(guī)模宏大的模塊。

發(fā)明內(nèi)容