任务调度的执行顺序

与任务调度的执行顺序相关的问题总结

进程调度执行顺序

进程调度是指操作系统在不同程序之间的切换，

调度的依据主要是：CPU利用率、系统吞吐量、周转时间、等待时间、相应时间等几个指标，目的是使得进程调度高效。

基于这些指标，提出了一些进程调度的相关算法：

• 先来先服务调度
• 最短作业优先调度
• 高响应比优先调度
• 时间片轮转调度
• 最高优先级调度
• 多级反馈队列调度

基于这些调度算法，基本可以确定进程的执行顺序（进一步还需考虑阻塞挂起等问题）

线程调度执行顺序

线程的调度不像进程一样可确定，虽然线程调度也可分抢占式和非抢占式两种，但多线程程序的执行有随机性，即多个线程会抢夺CPU的使用权。

具体来说，当线程start之后，线程被纳入到线程调度器中统一管理，它无权索取时间片，只能被动分配，不过我们可以通过为线程设置优先级，优先级高的线程获取时间片的概率会高一点。

优先级反转

• 概念

  优先级反转概念一般在嵌入式领域提及，举例说明如下：

  三个任务H、M、L，优先级依次降低；

  L任务持有资源A，正在运行，H任务想运行，但是它在等待资源A（被L任务用互斥量、信号量等锁住了），因此挂起等待该资源

  恰巧此时M任务被调度，它无需等待，因此打断了L任务，

  但此时注意到它竟然比H任务还要先执行了，这就是任务优先级反转。

• 危害

  优先级反转会造成任务执行时间的不确定性，进而破坏了实时系统的实时性，严重可能导致系统崩溃

  导致任务错误，逻辑错乱。

• 解决方式

  • 优先级继承

    当H任务等待时，L任务的优先级临时调整为H的优先级

    FreeRTOS使用的方式，该方式不能解决优先级反转，只能将其影响降低到最小，硬实时系统一开始设计师就要避免优先级反转发生

  • 最高优先级

    直接给临界区赋予最高优先级，这样它就不会被任何中断打断了

  • 禁止所有中断

    禁止中断了自然不会发生优先级反转了