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ps网站导航条素材,软文范例大全1000字,展台设计搭建,wordpress+搬瓦工迁移问题#xff1a;优先级翻转是只会发生在信号量的使用中吗#xff1f;答#xff1a;虽然信号量是“重灾区”#xff0c;但任何“独占式”且“不带优先级继承机制”的共享资源访问#xff0c;都可能导致优先级翻转。包括#xff1a;二值信号量 / 计数信号量#xff08;最常…问题优先级翻转是只会发生在信号量的使用中吗答虽然信号量是“重灾区”但任何“独占式”且“不带优先级继承机制”的共享资源访问都可能导致优先级翻转。包括二值信号量 / 计数信号量最常见没有开启优先级继承功能的互斥量有些简易 RTOS 或配置不当消息队列如果用作同步阻塞死循环查询全局标志位逻辑上的锁我看完AI的解释我先来阐述一下我对优先级翻转的理解假设3个任务优先级C B AAworker工人Bmannager经理Cboss老板共享资源厕所1.worker肚子疼去厕所了。2.worker还没出来boss优先级高要上厕所但是共享资源被占着boss只能等着挂起自己3.manager要开始运行了mannager表示要去开会了那么worker就被抢占了但是此时worker还没上完厕所那么老板就一直在等此时的情况就是manger的任务比boss的任务先处理导致了优先级翻转后果如果老板boss的事情极其重要例如接见重大领导或者重要会议电机过流保护、过压保护。但是经理manager的事情老是被RTOS调度器安排在boss前面去做就会导致重大问题几十毫秒就可能导致电机烧毁。如果说有优先级继承的情况worker开始上厕所boss表示也想上但是资源不能共享boss只能等一等此时调度器把worker优先级提高到与boss一样高防止像manager这样的任务来抢占worker完事走人。boss上厕所完事走人。manager才开始做自己的事情。这样的顺序才符合预先设计好的逻辑。优先级继承所谓优先级继承也就是调度器会把占用着资源的worker优先级提高到正在等待资源的最高任务的优先级这是动态的例如FreeRTOS。互斥量中就会设置好优先级继承机制。除了信号量还有谁会翻转例子 A消息队列 (Message Queue)场景Worker负责读取传感器数据处理一半准备往队列里发。Boss负责从队列里收数据。Manager负责无关紧要的日志。翻转过程Boss等待队列有数据OSQPend进入阻塞。Worker正在准备数据还没来得及 OSQPost。Manager突然醒了抢占了Worker。Worker没法运行数据发不出去。Boss等不到数据被无限期延迟。本质虽然没用锁但“Boss 等待 Worker 生产数据”这种依赖关系配合“Manager 抢占 Worker”依然构成了优先级翻转。消息队列通常没有优先级继承机制。AI对于消息队列可能优先级翻转给出的解释操作系统包括 FreeRTOS 和 uC/OS-II对此不做处理。消息队列没有优先级继承机制。原因互斥量有明确的“持有者”Owner内核知道谁拿着锁。但消息队列没有“持有者”内核不知道谁会往队列里发消息可能是 Worker也可能是 Task D或者中断所以内核无法自动提升某个特定任务的优先级。既然 OS 不管你就必须通过系统架构设计来解决。这里有三种经典的“解毒方案”按推荐程度排序方案一架构调整——“水涨船高” (最推荐)核心思想如果 Boss (高) 依赖 Worker (低) 的数据那么 Worker 的身份就变得至关重要。Worker 的优先级本身就应该设置得比 Manager (中) 更高。分析在实时系统中任务的优先级不仅仅取决于“谁更重要”还取决于**“谁是高优先级任务的前置依赖”**。既然 Worker 是 Boss 的上游供应商Worker 慢了 Boss 就会慢。所以 Worker 必须快。做法调整优先级Boss Worker Manager。这样 Manager 永远无法抢占 Worker。Boss 等队列时Worker 全速生产生产完 Boss 立刻处理。缺点如果 Worker 的工作量非常巨大比如复杂的图像处理把它设为高优先级会长期占用 CPU导致 Manager 饿死。如果 Worker 处理很快如读取传感器此方案完美。如果 Worker 处理很慢看方案二。方案二手动提权——“尚方宝剑” (编程技巧)核心思想Boss 在等待数据之前手动把 Worker 的优先级提上来等收到数据后再把 Worker 踢回去。这其实就是手动实现的优先级继承。uC/OS-II 代码伪逻辑codeC// Boss 任务 void Task_Boss(void *p_arg) { INT8U err; while(1) { // 1. 我急着要数据先赐予 Worker 尚方宝剑 // 把 Worker 提到和 Boss 一样的优先级 (假设是 5) OSTaskChangePrio(PRIO_WORKER, PRIO_BOSS); // 2. 死等队列数据 // 因为 Worker 现在优先级很高Manager (优先级10) 没法捣乱 // Worker 会迅速跑完把数据发过来 void *msg OSMboxPend(Mbox_Data, 0, err); // 3. 拿到数据了把 Worker 打回原形 (假设原来是 20) OSTaskChangePrio(PRIO_BOSS, PRIO_WORKER_ORIGINAL); // 注意uC/OS-II 改优先级需要知道原优先级 // 4. 处理数据 Process(msg); } }优缺点优点精准控制。只有在 Boss 等待的那一瞬间Worker 才是高优先级的。缺点代码耦合度极高Boss 必须知道 Worker 的 ID。uC/OS-II 的 OSTaskChangePrio 是一个非常耗时的重操作不仅改数字还要重排就绪表频繁调用会影响性能。方案三任务拆分——“外包模式” (复杂但灵活)如果 Worker 的活儿太杂既有 Boss 要的紧急数据又有无关紧要的烂活导致不能简单提升优先级。做法把 Worker 拆成两个任务。Worker_VIP (高优)只负责采集 Boss 需要的关键数据发给队列。Worker_Low (低优)负责处理那些耗时的、Manager 可以打断的烂活。方案四反向控制——“请求-应答”模式 (Server模型)如果你的 Worker 是一个通用的“服务器”谁都可以找它办事。那么可以让 Worker平时处于高优先级但平时总是阻塞等待请求。架构设计Worker设为高优先级(高于 Manager)。Worker 平时阻塞在一个 RequestQueue 上睡觉。Boss想办业务往 RequestQueue 发一个请求。Worker瞬间被唤醒因为它优先级高Manager 无法阻挡。Worker 处理完把结果发回给 Boss。Worker 继续睡觉。为什么这样没问题当 Worker 没活干时它在睡觉不占用 CPUManager 可以开心跳广场舞。当 Boss 发活时Worker 瞬间醒来压制 Manager服务完 Boss 再睡。这是最优雅的解决“服务依赖”导致翻转的方案。总结建议针对你的 uC/OS-II 内存管理场景如果 Worker 仅仅是做一下 malloc 或者读个传感器耗时短直接采用方案一。把 Worker 的优先级设得比 Manager 高。这是最简单的。如果 Worker 是一个通用的模块比如网络任务采用方案四。让 Worker 优先级很高但平时挂起有事才干。千万别指望 OS对于队列/信号量/标志位OS 是瞎子。你必须通过优先级分配来告诉 OS 谁更重要。这篇文章就先学到这里下篇文章记录操作系统的优先级的确定