講述在單片機軟體開發過程中如何更好地實現各個模塊的數據交互，降低耦合 ...
1、前言
在熟悉任務調度、程式分層和模塊化編程關於軟體架構、分層和模塊設計後，除了函數調用設計中出現的情況外，還會遇到同層模塊之前如何進行消息交互，通常是應用層之間。
比如一個設備通過架構設計包含人機交互應用層模塊（一般會調用按鍵和顯示屏等功能驅動模塊）和通信應用層模塊（一般調用串口、CAN和網路ESP8266等功能驅動模塊），兩個同層之間的模塊如果需要互傳數據，一般都是調用各自頭文件提供的介面（模塊對外提供的介面儘量不要使用全局變數，防止其他模塊擅自修改），這樣就造成了耦合。
2、解決思路
上述情況，也可以採用回調函數的實現方式進行模塊解耦，但是需要引入新的內容，即公共模塊Commoon層（包含第三方功能庫）。
公共模塊主要有各模塊都需要使用的類型定義、結構體定義、通用函數或常用巨集定義等（通常屬於基礎類的功能，不會受功能需求和不同平臺的影響）。
基於公共模塊，為瞭解決各模塊之前的數據交互，可以通過公共模塊實現基礎類的功能達到各應用層模塊解耦的目的。
參考消息隊列的方式，可以實現一個生產者/消費者的功能模塊（這種可以稱作觀察者模式，即存在觀察者和被觀察者），即某一模塊更新數據後，其他模塊可以第一時間得到通知更新（採用回調函數的方式實現）
看圖：
Callback 是一個指針數組變數，每個數組成員都是函數指針類型的變數，通過函數 Notify_Attach 拿到了應用層代碼函數 OnSaveParam(...) 和OnUpdateParam(...)的函數地址，之後人機交互模塊調用了 Notify_EventNotify，從而調用 Callback ，調用方式和直接調用 OnFunction(...) 存在些許差異，因為是數組，所有需要 [ ] 取函數地址，為了保證系統運行安全，調用前要確保 Callback[i] 不為 NULL，否則會引起程式異常。
從上述看，也許有人感覺這樣處理反而複雜了，直接調用不香嗎？（上述人機交互模塊屬於被觀察者，參數和其他模塊屬於觀察者）
有以下幾個好處：
- 避免各模塊相互調用，可完成解耦
- 即使 觀察者 模塊其中一個被移除，也不用修改 被觀察者 或者 其他觀察者 代碼，保證系統穩定
- 新增一個 觀察者 模塊，也不需要修改 被觀察者 代碼，保證系統穩定
當然這種方式也有缺點：
- 如果回調函數過多，或者某一個 觀察者 的回調函數執行時間很長，肯定會影響到其他觀察者 模塊的通知時間，甚至影響 被觀察者 模塊的正常運行
- 如果 觀察者 和 被觀察者 之間有迴圈依賴，就會導致他們迴圈調用，導致系統死機
避免方式：
- 回調函數中一定要保證執行的時間短，不能有執行時間長的功能，甚至延時（一般回調中處理數據更新等執行時間短的即可，數據更新後的需要花時間處理的可以在主迴圈執行）
- 觀察者回調函數中儘量避免執行其他觀察者的回調函數，防止迴圈調用
3、示例代碼
事件通知模塊頭文件
#ifndef _NOTIFY_H_
#define _NOTIFY_H_
#include <stdint.h>
/**
* @brief 應用模塊ID枚舉定義
*
*/
typedef enum
{
NOTIFY_ID_HMI = 0, // 人機交互模塊
NOTIFY_ID_SYS_PARAM, // 參數管理模塊
NOTIFY_ID_TOTAL
} NotifyId_e;
/**
* @brief 事件類型枚舉定義
*
*/
typedef enum
{
NOTIFY_EVENT_PARAM_UPDATE, // 參數更新事件, 對應結構體 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_ */事件通知模塊源文件：
#include "notify.h"
#include <string.h>
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 添加事件監聽通知
*
* @param[in] id 應用模塊ID
* @param[in] eEvent 事件
* @param[in] pfnCallback 回調函數
* @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 刪除事件監聽通知
*
* @param[in] id 應用模塊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 應用模塊ID
* @param[in] eEvent 事件類型
* @param[in] pData 消息內容
* @param[in] length 消息長度
* @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;
}參數應用層模塊：
#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
}
break;
default:
break;
}
return 0;
}人機交互應用層模塊
#include "notify.h"
void Hmi_Init(void)
{
}
// 需要保存參數
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));
}
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