互斥量（优先级翻转）

这里只是总结，大部分内容来自野火FreeRTOS教程。

 

互斥量正常可用于资源保护，这里很清晰，不多讲。

需要注意的是互斥量不能在中断服务函数中使用，因为其特有的优先级继承机制只在任务起作用，在中断的上下文环境毫无意义。

 

而比较重要的是优先级继承机制。

 

互斥量与二值信号量最大的不同是：互斥量具有优先级继承机制，而信号量没有。

 

也就是说，某个临界资源受到一个互斥量保护，如果这个资源正在被一个低优先级任务使用，

那么此时的互斥量是闭锁状态，也代表了没有任务能申请到这个互斥量，如果此时一个高

优先级任务想要对这个资源进行访问，去申请这个互斥量，那么高优先级任务会因为申请

不到互斥量而进入阻塞态，那么系统会将现在持有该互斥量的任务的优先级临时提升到与

高优先级任务的优先级相同，这个优先级提升的过程叫做优先级继承。这个优先级继承机

制确保高优先级任务进入阻塞状态的时间尽可能短，以及将已经出现的“优先级翻转”危

害降低到最小。

 

举个例子，现在有 3 个任务分别为 H 任务（High）、M 任务（Middle）、L 任务

（Low），3 个任务的优先级顺序为 H 任务>M 任务>L 任务。正常运行的时候 H 任务可以

打断 M任务与 L 任务，M 任务可以打断 L 任务，假设系统中有一个资源被保护了，此时该

资源被 L 任务正在使用中，某一刻，H 任务需要使用该资源，但是 L 任务还没使用完，H

任务则因为申请不到资源而进入阻塞态，L 任务继续使用该资源，此时已经出现了“优先

级翻转”现象，高优先级任务在等着低优先级的任务执行，如果在 L 任务执行的时候刚好

M 任务被唤醒了，由于 M 任务优先级比 L 任务优先级高，那么会打断 L 任务，抢占了

CPU 的使用权，直到 M 任务执行完，再把 CUP 使用权归还给 L 任务，L 任务继续执行，

等到执行完毕之后释放该资源，H 任务此时才从阻塞态解除，使用该资源。这个过程，本

来是最高优先级的 H 任务，在等待了更低优先级的 L 任务与 M 任务，其阻塞的时间是 M

任务运行时间+L 任务运行时间，这只是只有 3 个任务的系统，假如很多个这样子的任务打

断最低优先级的任务，那这个系统最高优先级任务岂不是崩溃了，这个现象是绝对不允许

出现的，高优先级的任务必须能及时响应。

 

假如有优先级继承呢？那么，在 H 任务申请该资源的时候，由于申请不到资源会进入

阻塞态，那么系统就会把当前正在使用资源的 L 任务的优先级临时提高到与 H 任务优先级

相同，此时 M 任务被唤醒了，因为它的优先级比 H 任务低，所以无法打断 L 任务，因为

此时 L 任务的优先级被临时提升到 H，所以当 L 任务使用完该资源了，进行释放，那么此

时 H 任务优先级最高，将接着抢占 CPU 的使用权， H 任务的阻塞时间仅仅是 L 任务的执

行时间，此时的优先级的危害降到了最低，看！这就是优先级继承的优势。