优先级反转

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我是靠谱客的博主健壮店员，最近开发中收集的这篇文章主要介绍优先级反转，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

任务调度有多种方法（算法）

1. 罗宾环调度算法：Round-robin scheduling algorithm

2. 基于优先级的调度算法：Priority-controlled scheduling algorithm

任务调度的一种常见调度算法就是：根据优先级高低去调度，优先让高优先级的任务去执行。

任务调度器，总是去激活某个（在所有任务中优先级是最高的），且处于就绪状态的任务，让其去执行。

任务有多种状态：就绪，挂起，等等

任何任务，都可能由于，需要某种资源，而该资源被别人（别的任务）占用，而无法继续运行下去，

此时就变成：挂起（等待其所需要的资源被释放）；然后才可以继续变成：就绪（等待下次调度时，就可以继续执行了）

问题：当某个最高优先级的任务A，由于其所需要的某个资源被某个低优先级的任务C占用了（还没使用完，还没释放），所以高优先级任务A就被阻塞了。
此高优先级的任务A，必须等到低优先级任务C，把其所占用的资源释放掉后，才能继续运行。

但是要等到低优先级任务C释放其所占用的资源的话，则很明显，必须要先让低优先级的任务C去执行，等低优先级任务C执行完毕后，才能去释放，高优先级任务A所希望得到的那个资源。
所以，任务调度就去调度，让低优先级任务C去执行了。

但是，此时，的问题就来了：
在高优先级任务A等待的这段时间内，某个中优先级的任务B，已经处于就绪状态了。
当高优先级的任务A，由于所需资源被占用而挂起，然后中优先级的任务B，由于比（本来打算去调度执行的）低优先级任务C的优先级高，所以被调度执行，然后B去一直执行，直到结束。一个具有中等优先级的任务（B），却比一个更高优先级的任务（A）先执行

本来应该是优先级最高的任务A先执行的，结果却变成了，比优先级最高的任务A，的优先级低一些，中等优先级任务B，先执行了。
好像是：高优先级任务A和中优先级任务B，两者之间的优先级调换了，反转了一样。

优先级反转有何危害？
对于：嵌入式实时操作系统，最最重要的指标就是：确保任务执行时间是可预测的，即涉及到最后期限deadline
要确保，任何时刻，执行某个任务，都不能超过某个时间，比如1ms（我随便举例的）
然后再来解释，优先级反转的危害：
由于优先级反转，造成任务调度时，时间的不确定性。
时间不确定，破坏了实时系统的实时性
严重时可能导致系统崩溃
由于本身基于优先级设计的任务，每个优先级不同的任务，往往对应着实际的现实中的执行的任务
其优先级反转，导致低优先级比高优先级先执行了
直接就导致任务错乱，逻辑错乱了。
如何解决或避免优先级反转？

优先级反转的解决办法：
1. priority inheritance 优先级继承：
对于，占了高优先级任务A的某种所需资源的，低优先任务级C，
当A被阻塞，要去调度，即使存在另一个中优先级任务B，则也可以实现：
由于此时低优先级任务C已有和A同样的优先级了，则调度器自然会去执行比中优先级任务B的优先级高的C了。然后，等C执行完毕后，就可以继续执行A了。
2. Priority Celling（最高优先级/优先级天花板）
3. 给临界区，即上述的mutex等公用资源的部分
凡是想要用到，临界区的资源的任务，
要进入临界区之前，都将临界区的优先级赋值给该任务，
使得该任务有了最高的优先级，可以不被打断，而始终继续运行，直到用到资源
这样，就避免了，被高优先级A发现某资源被低优先级的C占用之类的问题了