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事件循环库

docs/zh_CN/api-reference/system/esp_event.rst

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Original Source

事件循环库

:link_to_translation:en:[English]

概述

事件循环库使组件能够声明事件,允许其他组件注册处理程序(即在事件发生时执行的代码片段)。此时,无需直接涉及应用程序,松散耦合组件也能够在其他组件状态变化时附加所需的行为。此外,通过将代码执行序列化,在指定的任务中运行事件循环库,可以简化事件处理程序,实现更高效的事件处理。

.. only:: SOC_WIFI_SUPPORTED

例如,当某个高级库要使用 Wi-Fi 库时,它可以直接订阅 :ref:`ESP32 Wi-Fi 编程模型 <wifi-programming-model>`,对有关事件做出相应。

.. only:: SOC_BT_SUPPORTED

.. note::

    蓝牙栈各模块通过调用专用回调函数向应用程序传递事件,而非通过事件循环库传递。

调用 esp_event API

使用事件循环库时应注意区分“事件”与“事件循环”。

事件表示重要的发生事件,如 Wi-Fi 成功连接到接入点。引用事件时应使用由两部分组成的标识符,详情请参阅 :ref:事件定义与事件声明 <esp-event-declaring-defining-events>。事件循环是连接事件和事件处理程序之间的桥梁,事件源通过使用事件循环库提供的 API 将事件发布到事件循环中,注册到事件循环中的事件处理程序会响应特定类型的事件。

以下为事件循环库的使用流程:

  1. 定义一个函数,并在事件发布到事件循环中时运行该函数。此函数被称为事件处理程序,应具有与 :cpp:type:esp_event_handler_t 同类型的签名。
  2. 调用 :cpp:func:esp_event_loop_create 创建事件循环,该函数输出类型为 :cpp:type:esp_event_loop_handle_t 的循环句柄,使用此 API 创建的事件循环称为用户事件循环。另有一种特殊事件循环,请参阅 :ref:默认事件循环 <esp-event-default-loops>
  3. 调用 :cpp:func:esp_event_handler_register_with 将事件处理程序注册到循环中。处理程序可以注册到多个循环中,请参阅 :ref:注册处理程序注意事项 <esp-event-handler-registration>
  4. 事件源调用 :cpp:func:esp_event_post_to 将事件发布到事件循环中。
  5. 调用 :cpp:func:esp_event_handler_unregister_with ,组件可以在事件循环中取消注册事件处理程序。
  6. 调用 :cpp:func:esp_event_loop_delete 删除不再需要的事件循环。

上述流程代码如下:

.. code-block:: c

// 1. 定义事件处理程序
void run_on_event(void* handler_arg, esp_event_base_t base, int32_t id, void* event_data)
{
    // 事件处理程序逻辑
}

void app_main()
{
    // 2. 用一个类型为 esp_event_loop_args_t 的配置结构体,指定所创建循环的属性。获取一个类型为 esp_event_loop_handle_t 的句柄,用于其他 API 引用循环、执行操作。
    esp_event_loop_args_t loop_args = {
        .queue_size = ...,
        .task_name = ...
        .task_priority = ...,
        .task_stack_size = ...,
        .task_core_id = ...
    };

    esp_event_loop_handle_t loop_handle;

    esp_event_loop_create(&loop_args, &loop_handle);

    // 3. 注册在 (1) 中定义的事件处理程序。MY_EVENT_BASE 和 MY_EVENT_ID 指定了一个假设事件:将处理程序 run_on_event 发布到循环中时,执行该处理程序。
    esp_event_handler_register_with(loop_handle, MY_EVENT_BASE, MY_EVENT_ID, run_on_event, ...);

    ...

    // 4. 将事件发布到循环中。此时,事件排入事件循环队列,在某个时刻,事件循环会执行已注册到发布事件的事件处理程序,例如此处的 run_on_event。为简化过程,此示例从 app_main 调用 esp_event_post_to,实际应用中可从任何其他任务中发布事件。
    esp_event_post_to(loop_handle, MY_EVENT_BASE, MY_EVENT_ID, ...);

    ...

    // 5. 注销无用的处理程序。
    esp_event_handler_unregister_with(loop_handle, MY_EVENT_BASE, MY_EVENT_ID, run_on_event);

    ...

    // 6. 删除无用的事件循环。
    esp_event_loop_delete(loop_handle);
}

.. _esp-event-declaring-defining-events:

事件定义与事件声明

如前所述,事件标识符由两部分组成:事件根基和事件 ID。事件根基标识独立的事件组;事件 ID 标识组中的特定事件。可以将事件根基和事件 ID 类比为人的姓和名,姓表示一个家族,名表示家族中的某个人。

事件循环库提供了宏以便声明和定义事件根基。

声明事件根基:

.. code-block:: c

ESP_EVENT_DECLARE_BASE(EVENT_BASE);

定义事件根基:

.. code-block:: c

ESP_EVENT_DEFINE_BASE(EVENT_BASE);

.. note::

在 ESP-IDF 中,系统事件的根基标识符为大写字母,并以 ``_EVENT`` 结尾。例如,Wi-Fi 事件的根基声明为 ``WIFI_EVENT``,以太网的事件根基声明为 ``ETHERNET_EVENT`` 等。这样一来,事件根基与常量类似(尽管根据宏 ``ESP_EVENT_DECLARE_BASE`` 和 ``ESP_EVENT_DEFINE_BASE`` 的定义,它们属于全局变量)。

建议以枚举类型声明事件 ID,它们通常放在公共头文件中。

事件 ID:

.. code-block:: c

enum {
    EVENT_ID_1,
    EVENT_ID_2,
    EVENT_ID_3,
    ...
}

.. _esp-event-default-loops:

默认事件循环

默认事件循环是一种特殊循环,用于处理系统事件(如 Wi-Fi 事件)。用户无法使用该循环的句柄,创建、删除、注册/注销处理程序以及事件发布均通过用户事件循环 API 的变体完成,下表列出了这些变体及其对应用户事件循环。

.. list-table:: :header-rows: 1 :widths: 60 60 :align: center

* - 用户事件循环
  - 默认事件循环
* - :cpp:func:`esp_event_loop_create`
  - :cpp:func:`esp_event_loop_create_default`
* - :cpp:func:`esp_event_loop_delete`
  - :cpp:func:`esp_event_loop_delete_default`
* - :cpp:func:`esp_event_handler_register_with`
  - :cpp:func:`esp_event_handler_register`
* - :cpp:func:`esp_event_handler_unregister_with`
  - :cpp:func:`esp_event_handler_unregister`
* - :cpp:func:`esp_event_post_to`
  - :cpp:func:`esp_event_post`

比较二者签名可知,它们大部分是相似的,唯一区别在于默认事件循环的 API 不需要指定循环句柄。

除了 API 的差异和用于系统事件的特殊分类外,默认事件循环和用户事件循环的行为并无差异。实际上,用户甚至可以将自己的事件发布到默认事件循环中,以节省内存而无需创建自己的循环。

.. _esp-event-handler-registration:

注册处理程序注意事项

通过重复调用 :cpp:func:esp_event_handler_register_with,可以将单个处理程序独立注册到多个事件中,且每次调用均可指定处理程序应执行的具体事件根基和事件 ID。

然而,在某些情况下,你可能希望处理程序在以下情况时执行:

(1) 所有发布到循环的事件 (2) 特定基本标识符的所有事件

为此,可调用特殊的事件根基标识符 ESP_EVENT_ANY_BASE 和特殊的事件 ESP_EVENT_ANY_ID 实现,这些特殊标识符可以作为 :cpp:func:esp_event_handler_register_with 的事件根基和事件 ID 参数传递。

因此 :cpp:func:esp_event_handler_register_with 的有效参数为:

  1. <event base>, <event ID> - 根基为 <event base> 且 ID 为 <event ID> 的事件发布到循环中时,执行处理程序。
  2. <event base>, ESP_EVENT_ANY_ID - 任何根基为 <event base> 的事件发布到循环中时,执行处理程序。
  3. ESP_EVENT_ANY_BASE, ESP_EVENT_ANY_ID - 任何事件发布到循环中时,执行处理程序。

例如,如果注册了以下处理程序:

.. code-block:: c

esp_event_handler_register_with(loop_handle, MY_EVENT_BASE, MY_EVENT_ID, run_on_event_1, ...);
esp_event_handler_register_with(loop_handle, MY_EVENT_BASE, ESP_EVENT_ANY_ID, run_on_event_2, ...);
esp_event_handler_register_with(loop_handle, ESP_EVENT_ANY_BASE, ESP_EVENT_ANY_ID, run_on_event_3, ...);

如果假设事件由 MY_EVENT_BASEMY_EVENT_ID 组成,则三个处理程序 run_on_event_1run_on_event_2run_on_event_3 都会执行。

如果假设事件由 MY_EVENT_BASEMY_OTHER_EVENT_ID 组成,则仅执行处理程序 run_on_event_2run_on_event_3

如果假设事件由 MY_OTHER_EVENT_BASEMY_OTHER_EVENT_ID 组成,则仅执行处理程序 run_on_event_3

处理程序自行注销 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

通常情况下,由事件循环运行的事件处理程序 不允许在该事件循环上执行任何注册/注销活动,但允许处理程序自行注销。例如,可以执行以下操作:

.. code-block:: c

void run_on_event(void* handler_arg, esp_event_base_t base, int32_t id, void* event_data)
{
    esp_event_loop_handle_t *loop_handle = (esp_event_loop_handle_t*) handler_arg;
    esp_event_handler_unregister_with(*loop_handle, MY_EVENT_BASE, MY_EVENT_ID, run_on_event);
}

void app_main(void)
{
    esp_event_loop_handle_t loop_handle;
    esp_event_loop_create(&loop_args, &loop_handle);
    esp_event_handler_register_with(loop_handle, MY_EVENT_BASE, MY_EVENT_ID, run_on_event, &loop_handle);
    // ... 发布事件 MY_EVENT_BASE 和 MY_EVENT_ID,并在某些时候运行循环
}

注册处理程序及处理程序调度顺序 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

一般而言,对于在调度期间与某个已发布事件匹配的处理程序,先注册的也会先执行。在所有注册均使用单个任务执行的情况下,可以通过在其他处理程序注册前注册目标处理程序,控制处理程序的执行顺序。如果计划利用这一规则,在有多个任务注册处理程序的情况下要多加小心。此时,虽然“先注册,先执行”的规则仍然成立,但率先执行的任务也会率先注册其处理程序,而由单个任务连续注册的处理函数仍然按相对顺序调度。但如果该任务在注册期间被另一个任务抢占,而该任务还注册了处理程序,则在调度期间,那些处理程序也将在处理其他任务时执行。

事件循环性能分析

要启动数据收集,统计所有已创建事件循环的数据,请激活配置选项 :ref:CONFIG_ESP_EVENT_LOOP_PROFILING,函数 :cpp:func:esp_event_dump 可将收集的统计数据输出到文件流中。有关转储信息的更多详情,请参阅 :cpp:func:esp_event_dump API 参考。

应用示例

  • :example:system/esp_event/default_event_loop 演示了如何使用 {IDF_TARGET_NAME} 的默认事件循环系统来发布和处理事件,包括声明和定义事件、创建默认事件循环、将事件发布到循环中,以及注册/注销事件处理程序。

  • :example:system/esp_event/user_event_loops 演示了如何在 {IDF_TARGET_NAME} 上创建和使用用户事件循环,包括创建和运行事件循环、注册和注销处理程序、以及发布事件,能够处理超出默认事件循环的不同示例。

API 参考

.. include-build-file:: inc/esp_event.inc .. include-build-file:: inc/esp_event_base.inc

相关文档

.. toctree:: :maxdepth: 1