实时操作系统中优先级反转的机理与应对

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优先级反转是个经典问题，但很多同学只知其然不知其所以然。

假设有三个任务：高优先级任务H，中优先级任务M，低优先级任务L。L获得了一个共享资源（比如互斥锁），H也需要这个资源，于是H被阻塞，等待L释放。这时候M就绪了，因为M优先级比L高，它抢占了CPU。结果就是，虽然H的优先级最高，却因为M的运行而被间接阻塞。这就是优先级反转。

火星探路者号就因为这个原因差点失败。解决方法是优先级继承：当高优先级任务等待低优先级任务持有的资源时，临时把低优先级任务的优先级提升到和高优先级任务一样。这样M就不能抢占L了，L能尽快完成并释放资源。RTOS一般会提供带优先级继承的互斥量。

但优先级继承也有问题，比如链式阻塞：如果L等待另一个资源，而那个资源被另一个任务持有，问题就更复杂了。

更高级的方法是优先级天花板协议，给每个资源设定一个天花板优先级，任何任务获取该资源时，优先级都提升到天花板优先级。这需要精心设计天花板优先级，设得太高可能影响其他任务，设得太低又起不到作用。

实际应用中，我建议你们先分析任务间的资源依赖关系，尽量减少共享资源的使用，如果必须共享，要清楚各种同步机制的开销和限制。