本文参考自[野火EmbedFire]《RT-Thread内核实现与应用开发实战——基于STM32》，仅作为个人学习笔记。更详细的内容和步骤请查看原文（可到野火资料下载中心下载）
文章目录
邮箱的基本概念
邮箱在操作系统中是一种常用的 IPC 通信方式，邮箱可以在线程与线程之间。中断与线程之间进行消息的传递，此外，邮箱相比于信号量与消息队列来说，其开销更低，效率更高，所以常用来做线程与线程、中断与线程间的通信。邮箱中的每一封邮件只能容纳固定的 4 字节内容（STM32是 32 位处理系统，一个指针的大小即为 4 个字节，所以一封邮件恰好能够容纳一个指针），当需要在线程间传递比较大的消息时，可以把指向一个缓冲区的指针作为邮件发送到邮箱中。
——原文
邮箱和消息队列很相似，只不过邮箱的大小只能是固定的4字节，但消息队列可以是任意长度。
邮箱的运作机制
邮箱运行原理如下图所示，下图中，线程或中断服务函数把4字节长度的邮件发送到邮箱中，线程等待队列里有若干个线程正在等待接收邮箱。
线程能够从邮箱里面读取邮件消息，当邮箱中的邮件是空时，根据用户自定义的阻塞时间决定是否挂起读取线程；当邮箱中有新邮件时，挂起的读取线程被唤醒，邮箱也是一种异步的通信方式。
通过邮箱，线程或中断服务函数可以将一个或多个邮件放入邮箱中。同样，一个或多个线程可以从邮箱中获得邮件消息。当有多个邮件发送到邮箱时，通常应将先进入邮箱的邮件先传给线程，也就是说，线程先得到的是最先进入邮箱的消息，即先进先出原则 (FIFO)，同时 RT-Thread 中的邮箱支持优先级，也就是说在所有等待邮件的线程中优先级最高的会先获得邮件。——原文
邮箱的应用场景
RT-Thread 的邮箱可以存放固定的邮件数量，这个数量在邮箱初始化或创建是确定。虽然一个邮件的大小只能为4个字节，但是可以用一指向缓存区（数组，每个元素4个字节）的指针作为邮件，这样就能发送较大的内容。
与其他通信方式比较，邮箱的特点是开销低，效率高。邮箱发送接收都支持阻塞等待，很适合线程间、中断与线程间通信，但 要注意不能在中断里使用阻塞的方式发送邮件。
由于邮箱邮件大小只能为4个字节，且32位系统的指针正好为4字节，所以邮箱很适合用来传递指针数据。
邮箱的使用技巧
在实际项目开发中，很多信息是结构体变量，可以使用邮箱传递吗？答案是没问题，只需用一个结构体指针。
//定义一个结构体指针（结构体成员自定义）
struct temp *pTemp;
//申请动态堆空间
pTemp = (struct temp*)rt_malloc(sizeof(struct temp));
//发送方在数据处理完成后，将这个消息指针发送给一个邮箱，邮箱名为mb
rt_mb_send(mb, (rt_uint32_t)pTemp);
由于上面的消息指针的内存空间是我们手动申请的，在线程接收到邮箱信息且处理完成后，还需要手动释放消息指针的空间
struct temp *pTemp;
if(rt_mb_recv(mb, (rt_uint32_t *)&pTemp) == RT_EOK)
{
//数据处理完成后，释放消息指针内存空间
rt_free(pTemp);
}
邮箱控制块
struct rt_mailbox
{
struct rt_ipc_object parent; /**< 继承自ipc_object类 */
rt_ubase_t *msg_pool; /**< 邮箱缓冲区的开始地址 */
rt_uint16_t size; /**< 邮箱缓冲区的大小 */
rt_uint16_t entry; /**< 邮箱中邮件的数目 */
rt_uint16_t in_offset; /**< 邮箱缓冲的入口指针 */
rt_uint16_t out_offset; /**< 邮箱缓冲的出口指针 */
rt_list_t suspend_sender_thread; /**< 发送线程的挂起等待队列 */
};
邮箱的函数接口
创建邮箱 rt_mb_create()
rt_mailbox_t
rt_mb_create(const char* name, rt_size_t size, rt_uint8_t flag);
创建邮箱对象时会先创建一个邮箱对象控制块，然后给邮箱分配一块内存空间用来存放邮件，这块内存的大小等于邮件大小（4字节）与邮箱容量的乘积，接着初始化接收邮件和发送邮件在邮箱中的偏移量。使用 RT_IPC_FLAG_PRIO 优先级 flag 创建的 IPC 对象，在多个线程等待资源时，将由优先级高的线程优先获得资源。而使用 RT_IPC_FLAG_FIFO 先进先出 flag 创建的IPC 对象，在多个线程等待资源时，将按照先来先得的顺序获得资源。
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| name | 邮箱的名称 |
| size | 邮箱容量 |
| flag | 邮箱的标志 |
删除邮箱 rt_mb_delete()
rt_err_t
rt_mb_delete(rt_mailbox_t mb);
删除邮箱时，如果有线程被挂起在该邮箱对象上，内核先唤醒挂起在该邮箱上的所有线程（线程获得返回值是-RT_ERROR），然后再释放邮箱使用的内存，最后删除邮箱对象。
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| mb | 邮箱对象的句柄 |
初始化邮箱 rt_mb_init()
rt_err_t
rt_mb_init(rt_mailbox_t mb, const char* name, void* msgpool,
rt_size_t size, rt_uint8_t flag)
初始化邮箱时，该函数接口需要获得用户已经申请获得的邮箱对象控制块，缓冲区的指针，以及邮箱名称和邮箱容量。使用 RT_IPC_FLAG_PRIO 优先级 flag 创建的 IPC 对象，在多个线程等待资源时，将由优先级高的线程优先获得资源。而使用 RT_IPC_FLAG_FIFO 先进先出 flag 创建的IPC 对象，在多个线程等待资源时，将按照先来先得的顺序获得资源。
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| mb | 邮箱对象的句柄 |
| name | 邮箱的名称 |
| msgpool | 缓冲区指针 |
| size | 邮箱容量 |
| flag | 邮箱的标志 |
邮箱接收 rt_mb_recv()
rt_err_t
rt_mb_recv(rt_mailbox_t mb, rt_uint32_t* value, rt_int32_t timeout);
接收邮件时，接收者需指定接收邮件的邮箱句柄，并指定接收到的邮件存放位置以及最多能够等待的超时时间。如果接收时设定了超时，当指定的时间内依然未收到邮件时，将返回-RT_ETIMEOUT。
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| mb | 邮箱对象的句柄 |
| value | 邮件内容 |
| timeout | 指定超时时间 |
邮箱发送 rt_mb_send()（非阻塞）
rt_err_t
rt_mb_send(rt_mailbox_t mb, rt_uint32_t value);
发送的邮件可以是32位任意格式的数据，一个整型值或者一个指向缓冲区的指针。当邮箱中的邮件已经满时，发送邮件的线程或者中断程序会收到-RT_EFULL 的返回值。
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| mb | 邮箱对象的句柄 |
| value | 邮件内容 |
邮箱发送 rt_mb_send_wait()（阻塞）
rt_err_t
rt_mb_send_wait(rt_mailbox_t mb, rt_uint32_t value, rt_int32_t timeout);
rt_mb_send_wait与rt_mb_send的区别在于，如果邮箱已经满了，那么发送线程将根据设定的timeout参数等待邮箱中因为收取邮件而空出空间。如果设置的超时时间到达依然没有空出空间，这时发送线程将被唤醒返回错误码。
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| mb | 邮箱对象的句柄 |
| value | 邮件内容 |
| timeout | 指定超时时间 |
邮箱实验
要想在RT-Thread中使用邮箱通信，需要先修改rtconfigh配置文件。可以使用下面两种方法：
- 取消注释，开启宏定义，
- 或者使用
Configuration Wizard向导进行图形化配置，
此实验参考原文对应实验代码，只包含man()函数，外设初始化相关代码下面未给出。
本实验需要创建两个线程，分别是接收线程和发送线程，接收线程负责接收邮箱信息并打印到串口，发送线程负责扫描按键，检测到按键按下，则向邮箱发送对应的邮箱信息。
#include "board.h"
#include "rtthread.h"
// 定义线程控制块指针
static rt_thread_t recv_thread = RT_NULL;
static rt_thread_t send_thread = RT_NULL;
// 定义邮箱控制块
static rt_mailbox_t test_mb = RT_NULL;
// 实验需要用到的全局变量
char test_str1[] = "this is a mail test 1";
char test_str2[] = "this is a mail test 2";
/******************************************************************************
* @ 函数名 ： recv_thread_entry
* @ 功 能 ： 接收线程入口函数
* @ 参 数 ： parameter 外部传入的参数
* @ 返回值 ： 无
******************************************************************************/
static void recv_thread_entry(void *parameter)
{
rt_err_t uwRet = RT_EOK;
char *r_str;
while(1)
{
// 等待接收邮箱信息
uwRet = rt_mb_recv(test_mb, // 邮箱对象句柄
(rt_uint32_t*)&r_str, // 接收邮箱信息
RT_WAITING_FOREVER); // 超时一直等
if(uwRet == RT_EOK)
{
rt_kprintf("邮箱接收到的内容：%s\n\n", r_str);
LED0_TOGGLE; // LED0 反转
}
else
{
rt_kprintf("邮箱接收错误！\n");
}
}
}
/******************************************************************************
* @ 函数名 ： send_thread_entry
* @ 功 能 ： 发送线程入口函数
* @ 参 数 ： parameter 外部传入的参数
* @ 返回值 ： 无
******************************************************************************/
static void send_thread_entry(void *parameter)
{
rt_err_t uwRet = RT_EOK;
while(1)
{
// KEY0 被按下
if(Key_Scan(KEY0_GPIO_PORT, KEY0_GPIO_PIN) == KEY_ON)
{
rt_kprintf("send：KEY0被单击\n");
// 发送邮箱信息1
uwRet = rt_mb_send(test_mb, (rt_uint32_t)&test_str1);
if(uwRet == RT_EOK)
rt_kprintf("邮箱信息发送成功！\n\n");
else
rt_kprintf("邮箱信息发送失败！\n\n");
}
// WK_UP 被按下
if(Key_Scan(WK_UP_GPIO_PORT, WK_UP_GPIO_PIN) == KEY_ON)
{
rt_kprintf("send：WK_UP被单击\n");
// 发送邮箱2
uwRet = rt_mb_send(test_mb, (rt_uint32_t)&test_str2);
if(uwRet == RT_EOK)
rt_kprintf("邮箱信息发送成功！\n\n");
else
rt_kprintf("邮箱信息发送失败！\n\n");
}
rt_thread_delay(20); //每20ms扫描一次
}
}
int main(void)
{
// 硬件初始化和RTT的初始化已经在component.c中的rtthread_startup()完成
// 创建一个邮箱
test_mb = // 邮箱控制块指针
rt_mb_create("test_mb", // 邮箱初始值
10, // 邮箱大小
RT_IPC_FLAG_FIFO); // FIFO队列模式（先进先出）
if(test_mb != RT_NULL)
rt_kprintf("邮箱创建成功！\n");
// 创建一个动态线程
recv_thread = // 线程控制块指针
rt_thread_create("recv", // 线程名字
recv_thread_entry, // 线程入口函数
RT_NULL, // 入口函数参数
255, // 线程栈大小
5, // 线程优先级
10); // 线程时间片
// 开启线程调度
if(recv_thread != RT_NULL)
rt_thread_startup(recv_thread);
else
return -1;
// 创建一个动态线程
send_thread = // 线程控制块指针
rt_thread_create("send", // 线程名字
send_thread_entry, // 线程入口函数
RT_NULL, // 入口函数参数
255, // 线程栈大小
5, // 线程优先级
10); // 线程时间片
// 开启线程调度
if(send_thread != RT_NULL)
rt_thread_startup(send_thread);
else
return -1;
}
实验现象
按下KEY0时，send线程向recv线程发送邮箱信息1，按下WK_UP时，send线程向recv线程发送邮箱信息2；recv线程接收到邮箱信息时，打印接收到的内容：
