pyRTOS 是一個完全用Python編寫的實時操作系統（RTOS）。pyRTOS的主要目標是提供一個能夠在circuittpython中運行的純Python實時操作系統，第二個目標是為希望學習使用RTOS的高級python用戶提供一個教育工具。pyRTOS也應該能夠在MicroPython中運行，甚至也可以在標準Python中使用。

      pyRTOS 是以 FreeRTOS 為原型的，但有一些關鍵的區別。最大的區別在于它使用了一個非占先的任務搶占模型，而FreeRTOS通常是使用定時器中斷來強制搶占，這意味著需要用戶來確保所有任務都正常運行。pyRTOS還使用了不同的命名約定，任務內置了消息傳遞。

      除了搶先方式之外，任務調度與 FreeRTOS 中的任務調度是相同的。任務被分配了數字優先級，數字越低優先級越高，優先級最高的就緒任務被賦予CPU時間。未來可能會添加其他調度算法。

      基本用法

      pyRTOS將功能劃分為任務。任務類似于桌面操作系統中的線程，但是pyRTOS的任務不能遷移到處理器的其它內核，這是受到 CircuitPython 的限制。但是理論上，可以為支持硬件多線程的MicroPython編寫一個線程遷移的調度程序。

      一個簡單的 pyRTOS 程序將定義一些任務函數，將它們包裝在對象中，然后使用add_task()函數向操作系統注冊。添加所有任務后，用start()啟動RTOS。

      啟動RTOS后，將為任務安排時間，根據優先級調度算法給任務分配CPU時間。當任務正常運行時，設計為協同工作并給出正確的優先級，操作系統將對它們進行協調，以便它們共同完成程序設計的目標。

      有關任務和用法示例，請參見源碼中的 sample.py。

      任務

      pyRTOS的任務由任務對象和包含任務代碼的函數組成。任務函數只接受一個參數，即對包含該參數的任務對象。任務函數由Python創建，在第一個yield之前的任何代碼都是初始化代碼，這個 yield 返回的任何內容都將被忽略。主任務循環在這個 yield 之后，這就是調度程序分配任務 CPU 時間時將執行的代碼。

      主任務循環通常是一個無限循環。如果任務需要終止，則應該調用返回（return），并且在返回之前執行任何必要的操作。但通常情況下，任務永遠不應該返回。

      在 pyRTOS 中搶占完全是主動的。這意味著所有任務都必須周期性地將控制權交還給操作系統，否則其他任務將永遠得不到CPU時間，任務之間無法傳遞消息，操作系統的其他管理功能將永遠無法執行。在 pyRTOS 中 yield 有兩個函數，其中一個是僅僅將控制權傳遞回操作系統，這允許操作系統重新評估任務優先級并將控制權傳遞給更高優先級的就緒任務，并且允許操作系統處理諸如消息傳遞、鎖定之類的功能。Yield 一般會相當頻繁，但不要頻繁到在操作系統中消耗的時間比在任務中花費的時間還多。對于小任務，每個主循環執行一次 yield 就足夠了；對于較大的任務，yield 應該放在重要的子部分之間。如果一個任務有一段與時間相關的代碼，不要將 yield 放在可能中斷時間關鍵流程的地方，因為不能保證 yield 會在規定的時間內恢復。

      Yield 還用于進行阻塞調用API，最常見的用法是延時。更高優先級的進程需要優先考慮，因為即使頻繁的 yield 也不會給較低優先級的進程分配 CPU 時間，默認的調度程序總是給優先級最高的就緒任務分配CPU時間。低優先級任務獲得時間的唯一方法是，高優先級任務在不需要CPU時間時被阻塞。通常這意味著延時，在 pyRTOS 中是通過超時生成器實現的。當超時生成器過期時，任務將再次就緒。在此之前，較低優先級的任務將允許分配CPU時間。任務也可以在等待消息或互斥鎖定時阻塞。在未來，可能會有更多寬容的非實時調度程序。

      還有一些地方的任務應該總是 yield。每當傳遞消息時，它都會被放置在本地隊列中。當任務 yield 時本地任務傳出隊列中的消息被傳遞，其它需要采取 yield 解決的地方，將在文檔中注明。

      消息

      消息傳遞機制直接構建到 pyRTOS 中的任務中。每個任務都有自己的傳入和傳出郵箱。當運行的任務 yield 時 ，將傳遞消息。這個消息傳遞系統相當簡單。每封郵件都有一個發件人和一個收件人，消息還有一個類型，可以是pyRTOS.QUIT或用戶定義的類型（參見sample.py）。用戶定義的類型以128或更高的整數值開始。低于128的類型保留給pyRTOS API將來使用。消息中可以包含message字段，但這不是必需的。如果type字段足以傳遞必要的信息，則最好將message字段留空，以節省內存。消息字段可以包含任何內容，包括對象和列表。如果需要向新任務傳遞參數，一種方法是使用參數列表或元組對新創建的任務對象調用 deliver()。這將把參數添加到任務的消息隊列中，允許它在初始化期間訪問參數。

      檢查消息是任何可能接收消息的任務的關鍵部分。未檢查的消息隊列可能會累積太多消息，導致系統內存不足。如果您的任務可能接收到消息，那么在每個循環中檢查消息是很重要的。還要注意不要發送太多的消息給低優先級任務而不定期阻塞高優先級任務，讓任務有時間處理消息隊列。如果接收消息的任務永遠得不到CPU時間，這將導致內存耗盡。

      消息可以通過引用目標任務對象或對象的名稱來尋址。名稱可以是任何類型的可比較數據，數字是效率最高的，而字符串是最可讀的。對象引用尋址必須以實際存在的對象，否則操作系統將崩潰。還要注意的是，保留已終止任務的引用將阻止這些任務被垃圾收集，從而造成潛在的內存泄漏。對象引用是最快的消息尋址方法，它們在調試時可能會提供一些好處，但這取決于用戶如何理解和避免相關的危害。名稱尋址要安全得多，但是，發往不存任務名稱的消息將以靜默方式傳遞，從而使某些bug更難找到。此外，由于名稱地址需要查找關聯的對象，因此名稱地址消息將消耗大量的CPU時間來傳遞。

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