前言

在熟悉任務(wù)調(diào)度、程序分層和模塊化編程關(guān)于軟件架構(gòu)、分層和模塊設(shè)計(jì)后，除了函數(shù)調(diào)用設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的情況外，還會(huì)遇到同層模塊之前如何進(jìn)行消息交互，通常是應(yīng)用層之間。

比如一個(gè)設(shè)備通過(guò)架構(gòu)設(shè)計(jì)包含人機(jī)交互應(yīng)用層模塊（一般會(huì)調(diào)用按鍵和顯示屏等功能驅(qū)動(dòng)模塊）和通信應(yīng)用層模塊（一般調(diào)用串口、CAN和網(wǎng)絡(luò)ESP8266等功能驅(qū)動(dòng)模塊），兩個(gè)同層之間的模塊如果需要互傳數(shù)據(jù)，一般都是調(diào)用各自頭文件提供的接口（模塊對(duì)外提供的接口盡量不要使用全局變量，防止其他模塊擅自修改），這樣就造成了耦合。

設(shè)計(jì)思路

上述情況，也可以采用回調(diào)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行模塊解耦，但是需要引入新的內(nèi)容，即公共模塊Commoon層（包含第三方功能庫(kù)）。

公共模塊主要有各模塊都需要使用的類型定義、結(jié)構(gòu)體定義、通用函數(shù)或常用宏定義等（通常屬于基礎(chǔ)類的功能，不會(huì)受功能需求和不同平臺(tái)的影響）。

基于公共模塊，為了解決各模塊之前的數(shù)據(jù)交互，可以通過(guò)公共模塊實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)類的功能達(dá)到各應(yīng)用層模塊解耦的目的。

參考消息隊(duì)列的方式，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)者/消費(fèi)者的功能模塊（這種可以稱作觀察者模式，即存在觀察者和被觀察者），即某一模塊更新數(shù)據(jù)后，其他模塊可以第一時(shí)間得到通知更新（采用回調(diào)函數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)）

看圖：

Callback是一個(gè)指針數(shù)組變量，每個(gè)數(shù)組成員都是函數(shù)指針類型的變量，通過(guò)函數(shù)Notify_Attach拿到了應(yīng)用層代碼函數(shù)OnSaveParam(...)和OnUpdateParam(...)的函數(shù)地址，之后人機(jī)交互模塊調(diào)用了Notify_EventNotify，從而調(diào)用Callback，調(diào)用方式和直接調(diào)用OnFunction(...)存在些許差異，因?yàn)槭菙?shù)組，所有需要[]取函數(shù)地址，為了保證系統(tǒng)運(yùn)行安全，調(diào)用前要確保Callback[i]不為NULL，否則會(huì)引起程序異常。

從上述看，也許有人感覺(jué)這樣處理反而復(fù)雜了，直接調(diào)用不香嗎？（上述人機(jī)交互模塊屬于被觀察者，參數(shù)和其他模塊屬于觀察者）

有以下幾個(gè)好處：

避免各模塊相互調(diào)用，可完成解耦

即使觀察者模塊其中一個(gè)被移除，也不用修改被觀察者或者其他觀察者代碼，保證系統(tǒng)穩(wěn)定

新增一個(gè) 觀察者模塊，也不需要修改被觀察者代碼，保證系統(tǒng)穩(wěn)定

當(dāng)然這種方式也有缺點(diǎn)：

如果回調(diào)函數(shù)過(guò)多，或者某一個(gè) 觀察者的回調(diào)函數(shù)執(zhí)行時(shí)間很長(zhǎng)，肯定會(huì)影響到其他觀察者模塊的通知時(shí)間，甚至影響被觀察者模塊的正常運(yùn)行

如果觀察者和被觀察者之間有循環(huán)依賴，就會(huì)導(dǎo)致他們循環(huán)調(diào)用，導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)

避免方式：

回調(diào)函數(shù)中一定要保證執(zhí)行的時(shí)間短，不能有執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)的功能，甚至延時(shí)（一般回調(diào)中處理數(shù)據(jù)更新等執(zhí)行時(shí)間短的即可，數(shù)據(jù)更新后的需要花時(shí)間處理的可以在主循環(huán)執(zhí)行）

觀察者回調(diào)函數(shù)中盡量避免執(zhí)行其他觀察者的回調(diào)函數(shù)，防止循環(huán)調(diào)用

示例代碼

下面簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互模塊在某種情況下需要保存參數(shù)，具體如何保存參數(shù)由參數(shù)模塊實(shí)現(xiàn)，人機(jī)交互模塊通過(guò)事件通知模塊告知參數(shù)模塊需要保存數(shù)據(jù)。

初步來(lái)看，可能中間多了一個(gè)，嫌實(shí)現(xiàn)麻煩，不如直接調(diào)用；但是從后期功能擴(kuò)展和解耦來(lái)看，這是很有必要的。

事件通知模塊

頭文件定義

#ifndef _NOTIFY_H_ #define _NOTIFY_H_ #include  /**
 * @brief 應(yīng)用模塊ID枚舉定義
 *
 */ typedef enum {
 NOTIFY_ID_HMI = 0, // 人機(jī)交互模塊 NOTIFY_ID_SYS_PARAM, // 參數(shù)管理模塊 NOTIFY_ID_TOTAL
} NotifyId_e; /**
 * @brief 事件類型枚舉定義
 *
 */ typedef enum {
 NOTIFY_EVENT_PARAM_UPDATE, // 參數(shù)更新事件, 對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)體 PrramUpdateInfo_t NOTIFY_EVENT_TOTAL
} NotifyEvent_e; typedef struct { uint16_t addr; uint32_t param;
}PrramUpdateInfo_t; typedef int (*EventNotifyCB)(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent, const void *pData, uint32_t length); extern void Notify_Init(void); extern int Notify_Attach(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent, EventNotifyCB pfnCallback); extern int Notify_Detach(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent); extern int Notify_EventNotify(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent, const void *pData, uint32_t length); #endif /* _NOTIFY_H_ */

源文件實(shí)現(xiàn)

#include "notify.h" #include  static EventNotifyCB sg_pfnCallback[NOTIFY_ID_TOTAL][NOTIFY_EVENT_TOTAL]; /**
 * @brief      事件初始化
 *
 */ void Notify_Init(void) { memset(sg_pfnCallback, 0, sizeof(sg_pfnCallback));
} /**
 * @brief      添加事件監(jiān)聽(tīng)通知
 *
 * @param[in]  id          應(yīng)用模塊ID
 * @param[in]  eEvent      事件
 * @param[in]  pfnCallback 回調(diào)函數(shù)
 * @return     0,成功; -1,失敗
 */ int Notify_Attach(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent, EventNotifyCB pfnCallback) { if (id >= 0 && id < NOTIFY_ID_TOTAL && eEvent < NOTIFY_EVENT_TOTAL)
 {
 sg_pfnCallback[id][eEvent] = pfnCallback; return 0;
 } return -1;
} /**
 * @brief      刪除事件監(jiān)聽(tīng)通知
 *
 * @param[in]  id          應(yīng)用模塊ID
 * @param[in]  eEvent      事件
 * @return     0,成功; -1,失敗
 */ int Notify_Detach(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent) { if (id >= 0 && id < NOTIFY_ID_TOTAL && eEvent < NOTIFY_EVENT_TOTAL)
 {
 sg_pfnCallback[id][eEvent] = 0; return 0;
 } return -1;
} /**
 * @brief      事件通知
 *
 * @param[in]  id          應(yīng)用模塊ID
 * @param[in]  eEvent      事件類型
 * @param[in]  pData       消息內(nèi)容
 * @param[in]  length      消息長(zhǎng)度
 * @return     0,成功; -1,失敗
 */ int Notify_EventNotify(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent, const void *pData, uint32_t length) { int i; if (eEvent < NOTIFY_EVENT_TOTAL)
 { for (i = 0; i < NOTIFY_ID_TOTAL; i++)
 { if (sg_pfnCallback[i][eEvent] != 0)
 {
 sg_pfnCallback[i][eEvent](id, eEvent, pData, length);
 }
 } return 0;
 } return -1;
}

參數(shù)應(yīng)用層模塊

示例通信，作為觀察者監(jiān)聽(tīng)參數(shù)保存的消息。

#include "notify.h" static int Param_OnNotifyProc(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent, const void *pData, uint32_t length); void Param_Init(void) {
 Notify_Attach(NOTIFY_ID_SYS_PARAM, NOTIFY_EVENT_PARAM_UPDATE, Param_OnNotifyProc);
} // 事件回調(diào)處理 int Param_OnNotifyProc(NotifyId_e id, NotifyEvent_e eEvent, const void *pData, uint32_t length) { switch (eEvent)
 { case NOTIFY_EVENT_PARAM_UPDATE:
 {
 PrramUpdateInfo_t *pInfo = (PrramUpdateInfo_t *)pData;
 SaveParam(pInfo->addr, pInfo->param);// 保存參數(shù) } break; default: break;
 } return 0;
}

人機(jī)交互應(yīng)用層模塊

示例通信，作為被觀察者通知/發(fā)送參數(shù)保存的消息。

#include "notify.h" void Hmi_Init(void) {

} // 需要保存參數(shù) int Hmi_SaveProc(void) {
 ParamUpdateInfo_t info;

 info.addr = 5;
 info.param = 20;

 Notify_EventNotify(NOTIFY_ID_HMI, NOTIFY_EVENT_HMI_UPDATE, &info, sizeof(ParamUpdateInfo_t));
}

嵌入式軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)-消息交互

前言

設(shè)計(jì)思路

示例代碼

事件通知模塊

參數(shù)應(yīng)用層模塊

人機(jī)交互應(yīng)用層模塊