freerots学习（八）互斥量

一、什么是互斥量？

在多数情况下，互斥型信号量和二值型信号量非常相似，但是从功能上二值型信号量用于同步，

而互斥型信号量用于资源保护。

互斥型信号量和二值型信号量还有一个最大的区别，互斥型信号量可以有效解决优先级反转现

象。

什么是优先级翻转？

以上图为例，系统中有 3 个不同优先级的任务 H/M/L ，最高优先级任务 H 和最低优先级任务 L 通过

信号量机制，共享资源。目前任务 L 占有资源，锁定了信号量， Task H 运行后将被阻塞，直到 Task

L 释放信号量后， Task H 才能够退出阻塞状态继续运行。但是 Task H 在等待 Task L 释放信号量的过

程中，中等优先级任务 M 抢占了任务 L ，从而延迟了信号量的释放时间，导致 Task H 阻塞了更长时

间，这种现象称为优先级倒置或反转。

优先级继承：当一个互斥信号量正在被一个低优先级的任务持有时， 如果此时有个高优先级的任

务也尝试获取这个互斥信号量，那么这个高优先级的任务就会被阻塞。 不过这个高优先级的任务

会将低优先级任务的优先级提升到与自己相同的优先级。

优先级继承并不能完全的消除优先级翻转的问题，它只是尽可能的降低优先级翻转带来的影响。

互斥量相关 API 函数

互斥型信号量的释放和获取与二值信号量完全相同 ！

二、实操

实验需求

1. 演示优先级翻转

2. 使用互斥量优化优先级翻转问题

三、cubeMX配置

创建三个任务优先级依次降低

四、代码实现

/* USER CODE BEGIN Header_funH */
/**
  * @brief  Function implementing the taskH thread.
  * @param  argument: Not used
  * @retval None
  */
/* USER CODE END Header_funH */
void funH(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN funH */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
   //获取信号量
		xSemaphoreTake(myMutex01Handle,portMAX_DELAY);
		printf("Task H holds resources\r\n");
    osDelay(2000);
		//释放信号量
		xSemaphoreGive(myMutex01Handle);
		osDelay(1000);
  }
  /* USER CODE END funH */
}

/* USER CODE BEGIN Header_funM */
/**
* @brief Function implementing the taskM thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_funM */
void funM(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN funM */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
		printf("Task M uses cpu\r\n");
    osDelay(1000);
  }
  /* USER CODE END funM */
}

/* USER CODE BEGIN Header_funL */

五、运行截图

最高优先级任务 H 和最低优先级任务 L 通过信号量机制，共享资源。当任务L 占有资源，锁定了信号量， Task H 运行后将被阻塞，直到 TaskL释放信号量后， Task H 才能够退出阻塞状态继续运行。但是 TaskH 在等待 Task L 释放信号量的过程中，中等优先级任务M 抢占了任务 L ，从而延迟了信号量的释放时间，导致 Task H 阻塞了更长时间，这种现象称为优先级倒置或反转。