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互斥量保护资源

news 2025/8/25 8:52:19

一、概念

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。

优先级反转：

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。

二、没有使用互斥量的时候

配置中、高、低三个优先级

  osThreadDef(TaskH, StartTaskH, osPriorityAboveNormal, 0, 128);TaskHHandle = osThreadCreate(osThread(TaskH), NULL);osThreadDef(TaskM, StartTaskM, osPriorityNormal, 0, 128);TaskMHandle = osThreadCreate(osThread(TaskM), NULL);osThreadDef(TaskL, StartTaskL, osPriorityBelowNormal, 0, 128);TaskLHandle = osThreadCreate(osThread(TaskL), NULL);void StartTaskH(void const * argument)
{for(;;){xSemaphoreTake(myBinarySemHandle,portMAX_DELAY);printf("TaskH:我开始进入厕所，发功中。。\r\n");HAL_Delay(1000);printf("TaskH:我上完厕所了，真舒服。。。\r\n");xSemaphoreGive(myBinarySemHandle);osDelay(1000);}
}void StartTaskM(void const * argument)
{for(;;){printf("TaskM:我就是为了占用资源，带女朋友兜风\r\n");osDelay(1000);}
}void StartTaskL(void const * argument)
{for(;;){xSemaphoreTake(myBinarySemHandle,portMAX_DELAY);printf("TaskL:我开始进入厕所，发功中。。\r\n");HAL_Delay(3000);printf("TaskL:我上完厕所了，真舒服。。。\r\n");xSemaphoreGive(myBinarySemHandle);osDelay(1000);}
}

互斥量实验（接上半部分）

首先删除二值信号量

创建互斥量

void MX_FREERTOS_Init(void) {osMutexDef(myMutex);myMutexHandle = osMutexCreate(osMutex(myMutex));osThreadDef(TaskH, StartTaskH, osPriorityAboveNormal, 0, 128);TaskHHandle = osThreadCreate(osThread(TaskH), NULL);osThreadDef(TaskM, StartTaskM, osPriorityNormal, 0, 128);TaskMHandle = osThreadCreate(osThread(TaskM), NULL);osThreadDef(TaskL, StartTaskL, osPriorityBelowNormal, 0, 128);TaskLHandle = osThreadCreate(osThread(TaskL), NULL);}void StartTaskH(void const * argument)
{for(;;){xSemaphoreTake(myMutexHandle,portMAX_DELAY);//句柄变为myMutexHandleprintf("TaskH:我开始进入厕所，发功中。。\r\n");HAL_Delay(1000);printf("TaskH:我上完厕所了，真舒服。。。\r\n");xSemaphoreGive(myMutexHandle);osDelay(1000);}}void StartTaskM(void const * argument)
{for(;;){printf("TaskM:我就是为了占用资源，带女朋友兜风\r\n");osDelay(1000);}}void StartTaskL(void const * argument)
{for(;;){xSemaphoreTake(myMutexHandle,portMAX_DELAY);printf("TaskL:我开始进入厕所，发功中。。\r\n");HAL_Delay(3000);printf("TaskL:我上完厕所了，真舒服。。。\r\n");xSemaphoreGive(myMutexHandle);osDelay(1000);}}

运行结果：