概述

多任務系統中存在一種潛在的風險，當一個任務在使用某個資源的過程中，即還沒有完全結束對資源的訪問時，便被切出運行態(tài)，使得資源處于非一致，不完整的狀態(tài)，如果這個時候有另一個任務或者中斷來訪問這個資源，則會導致數據損壞或者其他相似的錯誤。

會發(fā)生該問題的情景：

對外設的操作

讀-改-寫操作

變量的非原子訪問

函數重入
一個函數只訪問自己棧空間上的數據或者是內核寄存器中的數據，不訪問其他任何數據，比如全局變量啥的，則這個函數就是重入的。否則不可重入。

互斥

互斥保證資源在被訪問后具有排他性，防止資源被意外修改

最高的互斥方法
盡量不要共享資源，或者是每個資源都通過單任務訪問。

互斥的方法

臨界區(qū)與掛起調度器

• 基本臨界區(qū)
  臨界區(qū)指在訪問資源前，關閉全部中斷，在訪問資源后，再恢復中斷，是一種非常原始的方法。

臨界區(qū)必須只具有很短的時間，否則會反過來影響中斷響應時間

• 掛起(鎖定)調度器
  掛起調度器，保證代碼區(qū)不會被其他任務或中斷打斷。

互斥量

互斥量是一種特殊的二值信號量，用于控制在兩個或多個任務間訪問共享數據。
互斥量的機制：
一個任務想要合法地訪問資源，必須先成功的得到該資源對應的令牌，當完成對資源的使用后，必須馬上歸還令牌。只有歸還了令牌，其他任務才可能訪問共享資源。

互斥量和二值信號量的區(qū)別：

• 用于互斥的信號量必須歸還
• 用于同步的信號量通常是完成同步后便丟棄，不再歸還

優(yōu)先級反轉

互斥量容易導致一個問題是優(yōu)先級反轉，優(yōu)先級反轉會導致重大問題
即高優(yōu)先級任務因為無法獲取互斥信號，而阻塞，導致低優(yōu)先級優(yōu)先運行。
更嚴重的一種情形：
低優(yōu)先級先運行，獲得互斥量，高優(yōu)先級無法獲得互斥量而阻塞，這時候，一個中等優(yōu)先級任務開始運行，搶占了低優(yōu)先級，然后低優(yōu)先級任務block了，無法give互斥量，從而高優(yōu)先級也無法運行。

優(yōu)先級繼承

最小化減少優(yōu)先級反轉的負面影響，但不能完全消除。
通過暫時的將互斥量持有者的優(yōu)先級提升至所有等待此互斥量的任務所具有的最高優(yōu)先級，互斥量持有者歸還互斥量后，優(yōu)先級會自動設置為其原來的優(yōu)先級。

死鎖

兩個資源都等待被對方持有時，兩個任務都無法再繼續(xù)執(zhí)行，這種情況成為死鎖。

守護程序

守護程序提供一種干凈利落的方法來實現互斥功能，而不用擔心會發(fā)生優(yōu)先級反轉和死鎖。
守護任務是對某個資源具有唯一所有權的任務，只有守護任務才可以直接訪問其守護的資源，其他任務要訪問該資源只能簡介的通過守護任務提供的服務。

守護程序的實現機制：
利用隊列，當其他任務想使用某個資源的時候，通過隊列發(fā)送消息給守護程序，由守護程序對資源進行操作。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的FreeRTOS(三)——资源管理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。