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RTSC - 实时同步组件

实时应用程序中的数据同步需求与传统的高负载应用程序不同。主要区别在于实时同步组件必须谨慎遵循传统的操作系统方法，避免用户空间自旋循环和其他忙等待技术（参见 Rust 中的通道。第 2 部分，其中此类问题被清晰地描述）。

组件

此 crate 提供了一组适用于各种典型和自定义用例的实时安全同步组件。

• 数据缓冲区
• 同步单元
• 同步/异步通道
• 基于策略的通道
• 信号量
• 时间工具

锁定策略

所有组件都支持默认和自定义锁定策略，这意味着 Mutex 和 Condvar 实现可以替换为第三方实现，以供每个组件实例使用。

这允许在各种环境中使用 RTSC 组件，例如

• 对于标准实时：使用 parking_lot_rt（Linux 以外的所有系统的默认值）。

• 对于安全关键型实时使用提供的 [pi] 组件，这些组件支持优先级继承（Linux 的默认值，仅在 Linux 上工作，建议内核 5.14+）。

• 对于延迟关键型实时使用基于自旋的锁。

• 对于高负载的非实时使用 parking_lot 组件。

默认锁定策略

// For the implicit <T>
let (tx, rx) = rtsc::channel_bounded!(10);
tx.send(42).unwrap();

// For the explicit <T>
use rtsc::channel;

// The `Bounded` structure is used as a workaround to specify the default
// Mutex/Condvar, being destructuring to the sender and the receiver.
let channel::Bounded { tx, rx } = channel::Bounded::<i32>::new(10);

在 Linux 上，该 crate 使用内置的优先级继承 pi::Mutex 实现，并将其重新导出为 locking 模块。

在其他平台上，所有组件都使用来自parking_lot_rt - 一个知名 parking_lot crate 的实时分支。这是一个相对安全的 Mutex/RwLock，具有最小的用户空间自旋等待。该模块也被重新导出为 locking。

自定义锁定策略

crate 组件提供了指定第三方 Mutex/Condvar 实现的 API。

// Forcibly use the parking_lot_rt Mutex/Condvar
let (tx, rx) = rtsc::channel::bounded::<i32,
    parking_lot_rt::RawMutex, parking_lot_rt::Condvar>(1);

注意：异步通道仅使用 parking_lot_rt 锁定。

支持的互斥锁

所有实现了来自 lock_api crate 的 locking_api::RawMutex trait 的互斥锁。

支持的条件变量

对于条件变量，必须实现 condvar_api::RawCondvar trait。

此 trait 对以下内容自动实现

• 提供的内置锁

• parking_lot::Condvar (需要 parking_lot 功能)

参考

RTSC 是 RoboPLC 项目的一部分。