2.配置調(diào)度算法

2.2

不帶時間片的搶占式調(diào)度

配置如下時，調(diào)度算法就會變成不帶時間片的搶占式調(diào)度

configUSE_PREEMPTION 1

configUSE_TIME_SLICING 0

和前面的唯一區(qū)別就是相同優(yōu)先級的任務(wù)之間不會隨時間自動切換。

如果不使用時間片，那么調(diào)度程序只會在發(fā)生這兩種情況時，進行任務(wù)切換：

1

優(yōu)先級更高的任務(wù)進入“就緒”態(tài)。

2

運行態(tài)任務(wù)變?yōu)樽枞麘B(tài)或被掛起。

很顯然，不使用時間片時，任務(wù)切換的情況會變少，所以關(guān)閉時間切片可以減少調(diào)度器的處理開銷。但是關(guān)閉時間切片也可能導(dǎo)致具有相同優(yōu)先級的任務(wù)獲得的處理時間相差很大。因此，一定要慎重使用。

task1為最高優(yōu)先級的事件驅(qū)動任務(wù)，task2和Idle task有相同的優(yōu)先級。但是由于關(guān)閉了時間片，任務(wù)切換只會在空閑任務(wù)阻塞或者掛起或者task1搶占后發(fā)生，所以空閑任務(wù)和task2雖然優(yōu)先級相同，但是明顯空閑任務(wù)占有的時間長很多。

2.3

協(xié)同調(diào)度

configUSE_PREEMPTION 0

configUSE_TIME_SLICING 隨便

當使用協(xié)同調(diào)度時，只有當運行態(tài)任務(wù)進入阻塞態(tài)，或者運行態(tài)任務(wù)通過調(diào)用taskYIELD()主動讓出，才會發(fā)生任務(wù)切換。

任務(wù)永遠不會被搶占，不能使用時間片，時間片配置的值隨便，無所謂。

task1、2、3優(yōu)先級依次變低，剛開始task3運行，雖然task1和2優(yōu)先級高，并且沒有阻塞，但是也無法搶占，task3調(diào)用taskYIELD()，主動讓出，因為task1優(yōu)先級比task2高，task1就運行了，task1運行夠了進入阻塞態(tài)，由于task2比task3優(yōu)先級高，task2就運行了。

2.4

優(yōu)缺點

多任務(wù)訪問問題

在多任務(wù)程序中，應(yīng)用程序編寫人員必須注意一個資源不能被多個任務(wù)同時訪問，因為同時訪問可能會破壞資源。例如，考慮以下場景，其中正在訪問的資源是UART(串口)。兩個任務(wù)是向UART寫入字符串，任務(wù)1寫“abcdefghijklmnop”，任務(wù)2寫“123456789”:

1

Task 1處于運行態(tài)，開始寫它的字符串。它將“abcdefg”寫入UART，然后離開運行態(tài)。

2

Task 2進入運行態(tài)，并在離開運行態(tài)之前向UART寫入“123456789”。

3

任務(wù)1重新進入運行態(tài)，并將其字符串的剩余字符寫入UART。

在該場景中，實際寫入UART的內(nèi)容是“abcdefg123456789hijklmnop”。Task 1寫入的字符串沒有按照預(yù)期的連續(xù)順序?qū)懭險ART，而是被損壞了，因為Task 2寫入UART的字符串出現(xiàn)在UART中。

通常，使用協(xié)同調(diào)度比使用搶占調(diào)度更容易避免同時訪問引起的問題。

當使用搶占式調(diào)度時，運行狀態(tài)任務(wù)可以在任何時候被搶占，包括當它與另一個任務(wù)共享的資源處于不一致狀態(tài)時。正如剛才UART示例所演示的，讓資源處于不一致的狀態(tài)可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞。

當使用協(xié)同調(diào)度時，應(yīng)用程序編寫人員控制何時可以切換到另一個任務(wù)（干完想干的再阻塞，或者讓出）。因此，應(yīng)用程序編寫人員可以確保在資源處于不一致狀態(tài)時不會發(fā)生切換到另一個任務(wù)的情況。在上面的UART示例中，應(yīng)用程序編寫人員可以確保Task 1在將其整個字符串寫入UART之前不會離開運行態(tài)，這樣做可以消除字符串被另一個任務(wù)的激活破壞的可能性。

很明顯，協(xié)同調(diào)度比搶占調(diào)度響應(yīng)要慢。

當使用協(xié)同調(diào)度時，最高優(yōu)先級任務(wù)進入就緒態(tài)時并不一定會立即執(zhí)行，必須等到運行態(tài)任務(wù)進入阻塞態(tài)或調(diào)用taskYIELD()才會被執(zhí)行。

使用搶占調(diào)度時，當一個比運行態(tài)任務(wù)優(yōu)先級更高的任務(wù)進入就緒態(tài)時，這個任務(wù)會立即執(zhí)行。這一點對于必須在一定時間內(nèi)響應(yīng)高優(yōu)先級任務(wù)的實時系統(tǒng)是非常重要的。至于多任務(wù)訪問問題(其實也就是操作系統(tǒng)中的多線程問題)，有其他手段去解決。

在RZ/T2L上做的實驗

如果兩個參數(shù)設(shè)置為：configUSE_PREEMPTION =0，configUSE_TIME_SLICING= 0或者1（隨便） 稱之為協(xié)同調(diào)度，當使用協(xié)同調(diào)度時，只有當運行態(tài)任務(wù)進入阻塞態(tài)，或者運行態(tài)任務(wù)通過調(diào)用taskYIELD()主動讓出，才會發(fā)生任務(wù)切換。

任務(wù)永遠不會被搶占，不能使用時間片，時間片配置的值隨便。我做了一個實驗截圖如下：

上面的實驗說明 “只有當運行態(tài)任務(wù)進入阻塞態(tài)，或者運行態(tài)任務(wù)通過調(diào)用taskYIELD()主動讓出，才會發(fā)生任務(wù)切換”，此時與時間片1 ms已經(jīng)沒有什么關(guān)系了。

如果兩個參數(shù)設(shè)置為 configUSE_PREEMPTION =1，configUSE_TIME_SLICING=1， 此時只有兩個任務(wù)并且優(yōu)先級相同，每個任務(wù)都持續(xù)做一件事情就會出現(xiàn)時間征為1ms的輪轉(zhuǎn)情況：

通過上面的兩個實驗可以說明，時間片存的意義是相同優(yōu)先級并且持續(xù)時間較長的處理任務(wù)，需要平等分享CPU使用權(quán)。但是如果一旦有一方主動放棄CPU或者阻塞或者更高優(yōu)先級任務(wù)來了，調(diào)度器是不會等待一個時間片完全結(jié)束，再去調(diào)度就緒列表中的任務(wù)的，而是直接調(diào)用就緒列表里的第一個任務(wù)。這樣的設(shè)計我認為是合理的，如果一定要等待時間片結(jié)束，是存在嚴重的資源浪費的。

審核編輯：劉清