FreeRTOS——任务调度、任务状态

任务调度

        调度器就是使用相关的调度算法来决定当前需要执行哪个任务。

FreeRTOS一共支持三种任务调度方式：

抢占式调度：主要是针对优先级不同的任务，每个任务都有一个优先级，优先级高的任务可以抢占优先级低的任务。（数值大的任务优先级高）

时间片调度：主要针对优先级相同的任务，当多个任务的优先级相同时，任务调度器会在每一次系统时钟节拍到的时候切换任务。

协程式调度：当前执行任务将会一直运行，同时高优先级的任务不会抢占低优先级任务，FreeRTOS现在虽然还支持但是官方已经表示不再更新协程式调度。

 抢占式调度

运行条件：

创建三个任务：Task1、Task2、Task3，他们的优先级分别为1、2、3，在FreeRTOS中，数值越大优先级越高。

运行过程如下：

1）首先Task1在运行中，在这个时候Task2进入就绪态，在抢占式调度器的作用下，Task2会抢占Task1的运行；

2）Task运行过程中，Task3进入就绪态，在抢占调度器的作用下Task3会抢占Task2的运行；

3）Task3运行过程中，Task3阻塞了（系统延时或等待信号量等），此时就绪态中优先级最高的任务运行。

总结：

1、高优先级任务，优先执行。

2、高优先级任务不停止，低优先级任务无法执行。

3、被抢占的任务会进入就绪态。

时间片调度

同等优先级任务轮流地享有相同的CPU时间（可设置系统滴答定时器的周期）叫时间片，在FreeRTOS中，一个时间片就等于SysTick中断周期。

运行条件：

创建三个任务：Task1、Task2、Task3，他们的优先级相同，均为1

运行过程如下：

1）首先Task1运行完一个时间片后，切换至Task2运行

2）Task2运行一个时间片后，切换至Task3运行

3）Task3运行过程中，如果阻塞了（系统延时或等待信号量等），只运行了0.5个时间片，此时也会让出CPU资源，让给Task1运行，Task1运行一个时间片之后切换Task2运行一个时间片，然后再切换给Task3运行一个时间片，而不是1.5个时间片。

总结：

1、同等优先级任务，轮流执行；时间片流转

2、一个时间片大小，取决为滴答定时器中断周期

3、注意没有用完的时间片不会再使用，下次任务Task3得到执行还是按照一个时间片的时钟节拍运行

任务状态

   FreeRTOS中任务共存在4种状态：

• 运行态 

        正在执行的任务，该任务就处于运行态，注意在STM32中:同一时间仅一个任务处于运行态。

• 就绪态

        如果该任务已经能够被执行，但当前还未被执行，那么该任务处于就绪态。

• 阻塞态

        如果一个任务因延时或等待外部事件（信号量、互斥量等）发生，那么这个任务就处于阻塞态。

• 挂起态

        类似暂停，调用函数 vTaskSuspend()进入挂起态，需要调用解挂函数vTaskResume()才可以进入就绪态。

四种任务状态之间的转换图：

总结：

1、仅就绪态可转变成运行态

2、其他状态的任务想运行，必须先转变成就绪态

FreeRTOS中无非就四种状态，运行态，就绪态、阻塞态、挂起态

这四种状态中，除了运行态，其他三种任务状态的任务都有其对应的任务状态列表

就绪列表

pxReadyTasksLists[x]，其中x代表任务优先级数值

如果用硬件的方式构建就绪列表，x的取值范围是0~31，也就是可以存放32个任务到就绪列表中

新创建的任务是直接挂在就绪列表中的，在我们创建任务时，给任务赋优先级，此时就会把我们的任务放到就绪列表的对应位置。那我们的系统怎么知道就绪列表的哪个位置有任务呢？

• 设置一个32位的变量，当某个位置1时，代表所对应的优先级就绪列表有任务存在。

阻塞列表

pxDelayedTaskList

挂起列表

xSuspendTaskList

假设创建3个任务分别是Task1、Task2、Task3，优先级分别是1、2、3

此时我们的任务分别放在就绪列表的pxReadyTasksLists[1]、pxReadyTasksLists[2]、pxReadyTasksLists[3]。

首先我们的Task3优先级最高，会从就绪列表中取出Task3优先执行使其转为运行态，当Task3进入阻塞态（系统延时或等待信号量）时，就会把Task3放入阻塞列表，执行就绪列表中任务优先级高的其他任务Task2，Task2进入运行态，如果将Task2用pxSuspendTaskList使其挂起，这时Task2进入挂起列表，这时运行就绪列表中的Task1，使其进入运行态，这时Task2要解挂要调用pxSuspendTaskList。

如果Task1、Task2、Task3的优先级均为1呢

相同优先级的任务会连接在同一个就绪列表上

运行过程：首先Task1运行一个时间片的时间，然后Task2运行一个时间片的时间、再Task3运行一个时间片的时间。

总结：

调度器总是在所有就绪列表的任务中，选择具有最高优先级的任务去执行

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_74209413/article/details/142548453

免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！