freertos学习笔记——第三章、任务控制——3.1 全局变量造成的困扰

      裸机中经常使用全局变量,但在RTOS中大量使用全局变量会造成很多问题。在RTOS中也可以使用全局变量但使用时一定要注意有哪些任务会写这个变量,哪些任务会读这个变量。尤其切记在使用这个变量的过程中变量的数值发生改变,程序可能达不到预期的效果,程序出bug。

      看一下这三个任务,当三个任务优先级不同时,task_3会打印出什么信息呢?当这三个任务优先级相同的时候,task_3会打印出什么信息呢?

      为了解决任务间数据传递的问题,freertos有一套自己的机制。其它的RTOS也差不多。

uint8_t  i=0;//全局变量
void task_1(void* pvParameters)
{
  while(1)
  {
     i=1;
     vTaskDelay(100);
  }
}
void task_2(void* pvParameters)
{
  while(1)
  {
    i=2;
    vTaskDelay(100);
  }
}
void task_3(void* pvParameters)
{
  while(1)
  {
    if(i==1)
    {
    ..........................
        vTaskDelay(1);
     printf("1:i=%d\r\n",i);//打印出来的是1还是2?
    }
    else 
    {
    ...............................
      vTaskDelay(1);
     printf("2:i=%d\r\n",i);//打印出来的是1还是2?
    }
    vTaskDelay(100);
  }
}

### FreeRTOS 任务通知机制概述 FreeRTOS 提供了几种方式用于向任务发送通知,具体如下: - **不覆盖的通知**:如果有未读通知,则不会覆盖当前的通知值。 - **直接覆盖的通知**:无论是否有未读通知,都会直接覆盖现有的通知值。 - **按位设置通知**:可以设置通知值的一个或多个特定比特位,适用于事件组的功能。 - **递增通知**:增加通知值,可用于计数信号量的操作。 这些特性使得任务通知能够在许多情况下替代传统的信号量、队列和事件组[^1]。 ### 使用全局变量任务通知配合的示例 为了展示如何利用任务通知机制并结合全局变量工作,下面提供了一个简单的例子。此案例展示了两个任务间的数据传递过程——其中一个任务负责更新全局变量,另一个则监听该变化并作出响应。 #### 定义全局变量 ```c volatile uint32_t global_data = 0; ``` #### 创建生产者任务 (Producer Task) 这个任务会周期性地修改 `global_data` 并通过调用 `xTaskNotifyGive()` 向消费者任务发出已更改的通知。 ```c void producer_task(void *pvParameters) { while(1){ // 更新全局变量 global_data++; // 给 consumer_task 发送通知 xTaskNotifyGive(consumer_handle); vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 延迟一秒再继续循环 } } ``` #### 创建消费者任务 (Consumer Task) 当接收到通知时,此任务将检查 `global_data` 是否发生了改变,并据此采取行动。 ```c void consumer_task(void *pvParameters) { BaseType_t xNotificationStatus; for (;;) { ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY); // 等待来自其他任务的通知 // 获取最新的全局变量值 uint32_t current_value = global_data; printf("Received notification! Global data is now %lu\n", current_value); // 执行必要的处理... } } ``` ### 注意事项 - **线程安全问题**:由于多任务环境下的并发访问可能导致竞态条件的发生,因此建议在实际应用中考虑使用临界区或其他同步手段来保护对共享资源(如上述代码中的 `global_data`)的访问。 - **性能考量**:频繁的任务切换可能会影响系统整体性能;应谨慎评估任务优先级和服务时间以达到最佳效果。 - **错误恢复机制**:设计应用程序时应当考虑到可能出现的各种异常情况,并建立相应的容错措施,比如超时检测等。
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