单核多线程怎么实现

26 2025-08-24 09:37

单核多线程怎么实现

在 单核 ESP32（例如 ESP32-S2、C3、C6 等只有一个核的型号） 上，“多线程”并不是靠真正的并行，而是靠 FreeRTOS 的“时间片轮转 + 优先级抢占” 来“模拟”出并发效果。实现方式跟双核一模一样，只是所有任务最终都在同一个 CPU 上切换执行。

✅ 实现步骤（Arduino 框架）

1. 创建任务（thread）

用 xTaskCreate 或 xTaskCreatePinnedToCore 都可以，最后一个参数填 0 或 tskNO_AFFINITY 表示“不绑定核心”，单核芯片上就是全部跑在唯一的那个核上。

cpp

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void myTask(void *pvParameters) {
  for (;;) {
    Serial.println("Hello from task!");
    vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); // 释放 CPU
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // 创建一个任务，优先级 2，栈大小 2048 字节
  xTaskCreate(
    myTask,
    "MyTask",
    2048,
    NULL,
    2,          // 优先级 > loop() 的 1
    NULL
  );
}

void loop() {
  Serial.println("Hello from loop!");
  vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
}

2. 任务切换机制

FreeRTOS 每 1 毫秒（tick）检查一次是否有更高优先级任务就绪。
如果有，立即抢占；如果优先级相同，则轮流执行（时间片轮转）。
所以虽然只有一个物理核，但多个任务可以“看起来”同时运行。

3. 注意事项

表格

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项目	建议
栈大小	给每个任务分配足够栈空间（比如 2048~4096 字节），否则容易溢出。
vTaskDelay	任务里一定要有 `vTaskDelay()` 或 `vTaskDelayUntil()`，否则任务会一直占用 CPU，其他任务饿死。
临界区保护	多个任务访问共享变量时，用 `portENTER_CRITICAL()` / `portEXIT_CRITICAL()` 或 `SemaphoreHandle_t` 互斥锁保护。
优先级分配	不要让所有任务都是相同优先级，否则会出现“卡顿”或“饿死”现象。

✅ 小结一句话

单核 ESP32 上实现“多线程”就是：用 FreeRTOS 的任务调度器，在唯一一个 CPU 上通过优先级抢占和时间片轮转，模拟出并发效果。写法跟双核完全一样，只是所有任务最终都在同一个核上切换运行。

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✅ 实现步骤（Arduino 框架）

1. 创建任务（thread）

2. 任务切换机制

3. 注意事项

✅ 小结一句话

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