RTOS 任务间互斥的问题

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了RTOS 任务间互斥的问题相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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作者 | strongerHuang

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在基于RTOS开发项目时,通常都会遇到互斥的情况,比如:几个任务都要使用一个UART串口进行发送数据。

如果不加互斥锁,优先级高的任务,会抢占串口并发送数据,则有可能会出现发送数据“乱码”的情况。

今天就说说在RTOS开发中,互斥锁一个常见的问题。

什么是Mutex互斥锁?

学习过RTOS的读者应该对互斥不陌生,互斥锁就是为了避免任务之间互相抢占某种资源而设计的一种“锁”。

就如上面说的,一个串口,被两个任务抢占,如果不加锁,则会出现两个任务交叉发送数据,即“乱码”;

但是,如果加了互斥锁,则会等待其他任务发送完成之后才继续发送,保证了数据的完整(而不是乱码);

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Mutex互斥锁例子

这里以三个任务、两个互斥锁为例,代码如下:

void task1()

  /*do something*/


  OSMutex1_Pend();  //互斥锁1加锁
  /*加锁处理事情*/
  OSMutex1_Post();  //互斥锁1解锁



void task2()

  /*do something*/
 
  OSMutex1_Pend();  //互斥锁1加锁
  OSMutex2_Pend();  //互斥锁2加锁
  /*加锁处理事情*/
  OSMutex2_Post();  //互斥锁2解锁
  OSMutex1_Post();  //互斥锁1解锁



void task3()

  /*do something*/


  OSMutex2_Pend();  //互斥锁2加锁
  /*加锁处理事情*/
  OSMutex2_Post();  //互斥锁1解锁

这样设计,大家看出问题了吗?

老司机应该看出来了,新手可能摸不着头脑。

在任务2中,进行了2次加锁、解锁,而且“环环相扣”。

Mutex互斥锁问题

假如任务1、 任务2、 任务3优先级分别为:1、 2、 3。

优先级顺序就是:任务1 > 任务2 > 任务3(数字越小代表任务优先级越高)。

假设:任务1和任务2处于等待事件状态,也就是处于阻塞状态, task 3 处于运行状态

当任务3在“加锁处理事情”的时候,任务2抢占了任务3(任务2挂起时间到了),此时任务3挂起,任务2处于运行状态

如果任务2在“互斥锁1加锁”之后,任务1抢占了任务2,此时,任务1处于运行状态

这个时候,你发现问题了没有?

任务1在执行“OSMutex1_Pend();”会等待“互斥锁1解锁”,如果其他方式没有对“互斥锁1解锁”,则会出现“死锁”的情况。

分享一张图片,你就会明白什么是死锁了:

解决办法

比如对任务2加锁方式进行改善:

void task2()

  /*do something*/
  OSMutex1_Pend();  //互斥锁1加锁
  /*do something*/
  OSMutex1_Post();  //互斥锁1解锁


  OSMutex2_Pend();  //互斥锁2加锁
  /*do something*/
  OSMutex2_Post();  //互斥锁1解锁

或者对低优先级的任务3加锁方式进行改善:

void task3()

  /*do something*/


  OSMutex1_Pend();  //互斥锁1加锁
  OSMutex2_Pend();  //互斥锁2加锁
  /*加锁处理事情*/
  OSMutex2_Post();  //互斥锁2解锁
  OSMutex1_Post();  //互斥锁1解锁

出问题的原因, 当一个任务获得了临界区资源的锁,在没有释放这个锁的前提下又去获得另外一块临界区资源,这个时候就要引起足够的注意了,设计成败在于你是否彻底理解了之前的问题。

但是,归根到底这样的问题还是要求用户在设计阶段去避免,一个系统不可能是万能的,正确的设计才是最重要的。

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