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程序小白
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FreeRTOS的優先級翻轉與繼承

 (多年前的真實經歷)

      面試官:懂不懂RTOS?

      小白:懂一點。

      面試官:你來講一下什么是優先級翻轉,什么是優先級繼承。

      小白:……


      曾經一度以為是因為自己沒答上來,而失去了一份心儀已久的offer,但實際上哪怕答上來我也可能只是個joke.


優先級的翻轉與繼承發生在什么情況下?

1. 首先這里所說的都是任務級的優先級(中斷也是有優先級的,那歸NVIC管,RTOS插不上手)

2. 必須是多任務運行情況下(至少三個以上的任務)。

3.不同優先級任務之間存在同步的關系(尤其是高優先級任務與低優先級任務之間有愛恨糾葛)。

接下來看一看優先級繼承與翻轉出現的情況。

優先級翻轉的運行順序:

時刻一: Task3正在運行態,并且正在訪問某個共享資源。

時刻二: 這個時候Task1 變為就緒態,于是搶占Task3任務,搶占發生后,Task1變為運行態,Task3變為就緒態。

時刻三: 假如在這一時刻,Task2從阻塞態變為了就緒態,但是由于Task1在運行態,所以他只能等待。

時刻四:Task1在運行過程中,需要訪問某個共享資源,但資源被Task3占用,于是Task1進入阻塞態。

獵殺時刻到來:Task1進入阻塞態,調度器需要從就緒任務列表中,讀取當前已經就緒的任務,選擇優先級較高的任務,讓其進入運行態。目前在就緒任務列表中的任務有個Task2和Task3,該誰進入運行態呢?

情況一(當任務間應用二值信號量進行資源獲取時發生):

Task2進入運行態的情況,由于Task2 < Task1 ,所以站在應用的角度來看優先級發生了翻轉。

情況二(當任務間應用互斥信號量進行資源獲取時發生):

Task3進入運行態的情況,由于Task3 < Task2,所以站在應用的角度來看,Task3先于Task2運行,更像是Task3繼承了Task1的優先級,而發生了優先級搶占。


總結一下:

      不論是優先級繼承還是優先級翻轉,都不是錯誤,對于調度器來講都只能算是常規操作,他只是根據同步的類型以及任務的優先級,進行了確定性的判斷,并調整任務的狀態而已。

應用看起來有點怪或者是異常都是由設計者導致的,你比如常規的操作造成死鎖,掛掉整個應用,你也不能怪調度器不是。


題外話:

      其實一切都沒那么復雜,在你真正實踐的時候就能掌握所有細節。

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  • chaochao1545 2021-10-12 13:28
    思路清晰,受益匪淺
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