C语言Freertos的递归锁详解

Zandra ·

更新时间:2024-09-20

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1.死锁的概念

2.自我死锁

3.递归锁

4.代码

5.运行流程分析

6.运行结果

总结

1.死锁的概念

假设有 2 个互斥量 M1、 M2， 2 个任务 A、 B：
A 获得了互斥量 M1
B 获得了互斥量 M2
A 还要获得互斥量 M2 才能运行，结果 A 阻塞
B 还要获得互斥量 M1 才能运行，结果 B 阻塞
A、 B 都阻塞，再无法释放它们持有的互斥量
死锁发生！

2.自我死锁

任务 A 获得了互斥锁 M
它调用一个函数
函数要去获取同一个互斥锁 M，于是它阻塞：任务 A 休眠，等待任务 A
来释放互斥锁！
死锁发生！

3.递归锁

1.任务 A 获得递归锁 M 后，它还可以多次去获得这个锁

2."take"了 N 次，要"give"N 次，这个锁才会被释放

3.谁上锁就由谁解锁。

递归锁的函数根一般互斥量的函数名不一样

递归锁一般互斥量

创建	xSemaphoreCreate`Recursive`Mutex	xSemaphoreCreateMutex
获得	xSemaphoreTake`Recursive`	xSemaphoreTake
释放	xSemaphoreGive`Recursive`	xSemaphoreGive

4.代码

main

/* 递归锁句柄 */
SemaphoreHandle_t xMutex;
int main( void )
{
prvSetupHardware();
    /* 创建递归锁 */
    xMutex = xSemaphoreCreateRecursiveMutex( );
if( xMutex != NULL )
{
/* 创建2个任务: 一个上锁, 另一个自己监守自盗(开别人的锁自己用)
xTaskCreate( vTakeTask, "Task1", 1000, NULL, 2, NULL );
xTaskCreate( vGiveAndTakeTask, "Task2", 1000, NULL, 1, NULL );
/* 启动调度器 */
vTaskStartScheduler();
}
else
{
/* 无法创建递归锁 */
}
return 0;
}

任务1

static void vTakeTask( void *pvParameters )
{
const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL );
BaseType_t xStatus;
int i;
/* 无限循环 */
for( ;; )
{
/* 获得递归锁: 上锁 */
xStatus = xSemaphoreTakeRecursive(xMutex, portMAX_DELAY);
printf("Task1 take the Mutex in main loop %s\r\n", \
(xStatus == pdTRUE)? "Success" : "Failed");
/* 阻塞很长时间, 让另一个任务执行, 
 * 看看它有无办法再次获得递归锁 
 */
vTaskDelay(xTicksToWait);
for (i = 0; i < 10; i++)
{
/* 获得递归锁: 上锁 */
xStatus = xSemaphoreTakeRecursive(xMutex, portMAX_DELAY);
printf("Task1 take the Mutex in sub loop %s, for time %d\r\n", \
(xStatus == pdTRUE)? "Success" : "Failed", i);
/* 释放递归锁 */
xSemaphoreGiveRecursive(xMutex);
}
/* 释放递归锁 */
xSemaphoreGiveRecursive(xMutex);
}
}

任务2

static void vGiveAndTakeTask( void *pvParameters )
{
const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 10UL );
BaseType_t xStatus;
/* 尝试获得递归锁: 上锁 */
xStatus = xSemaphoreTakeRecursive(xMutex, 0);
printf("Task2: at first, take the Mutex %s\r\n", \
(xStatus == pdTRUE)? "Success" : "Failed");
/* 如果失败则监守自盗: 开锁 */
if (xStatus != pdTRUE)
{
/* 无法释放别人持有的锁 */
xStatus = xSemaphoreGiveRecursive(xMutex);
printf("Task2: give Mutex %s\r\n", \
(xStatus == pdTRUE)? "Success" : "Failed");
}
/* 如果无法获得, 一直等待 */
xStatus = xSemaphoreTakeRecursive(xMutex, portMAX_DELAY);
printf("Task2: and then, take the Mutex %s\r\n", \
(xStatus == pdTRUE)? "Success" : "Failed");
/* 无限循环 */
for( ;; )
{
/* 什么都不做 */
vTaskDelay(xTicksToWait);
}
}

5.运行流程分析

1.任务 1 优先级最高，先运行，获得递归锁

2.任务 1 阻塞，让任务 2 得以运行

3.任务 2 运行，看看能否获得别人持有的递归锁：不能

4.任务 2 故意执行"give"操作，看看能否释放别人持有的递归锁：不能

5.任务 2 等待递归锁

6.任务 1 阻塞时间到后继续运行，使用循环多次获得、释放递归锁

6.运行结果