搶占優(yōu)先級(jí)與響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

一、搶占優(yōu)先級(jí)

在任務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)多個(gè)任務(wù)同時(shí)操作同一個(gè)資源的情況，不同的任務(wù)會(huì)有不同的優(yōu)先級(jí)，因此需要一種機(jī)制來確定哪個(gè)任務(wù)可以優(yōu)先訪問資源。這個(gè)機(jī)制就是搶占優(yōu)先級(jí)。

搶占優(yōu)先級(jí)是指任務(wù)可以被立即中斷并由較高優(yōu)先級(jí)任務(wù)來執(zhí)行。在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，搶占式調(diào)度是常見的調(diào)度方式。

二、響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

響應(yīng)優(yōu)先級(jí)是指一個(gè)任務(wù)在被中斷后能夠在最短時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)并恢復(fù)執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)。對(duì)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來說，響應(yīng)時(shí)間是衡量系統(tǒng)性能和實(shí)用性的重要指標(biāo)之一。

任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間包含兩個(gè)部分：中斷響應(yīng)時(shí)間和任務(wù)切換時(shí)間。中斷響應(yīng)時(shí)間是指從觸發(fā)中斷到處理完中斷的時(shí)間；任務(wù)切換時(shí)間是指從一個(gè)任務(wù)切換到另一個(gè)任務(wù)所需的時(shí)間。

三、搶占式調(diào)度與響應(yīng)式調(diào)度的區(qū)別

搶占式調(diào)度是指當(dāng)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)進(jìn)入可運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)立即搶占當(dāng)前任務(wù)的CPU，并啟動(dòng)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)運(yùn)行。而響應(yīng)式調(diào)度是指依據(jù)任務(wù)的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)來確定任務(wù)的運(yùn)行順序，即響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)先執(zhí)行。

四、實(shí)現(xiàn)搶占式調(diào)度和響應(yīng)式調(diào)度的代碼示例

下面是一個(gè)使用搶占式調(diào)度的代碼示例：

void task_1()
{
    while(true)
    {
        //do something
    }
}

void task_2()
{
    while(true)
    {
        //do something
    }
}

void scheduler()
{
    if(task_1.priority > task_2.priority)
    {
        task_1.run();
        task_2.block();
    }
    else
    {
        task_2.run();
        task_1.block();
    }
}

int main()
{
    //set task priority
    task_1.priority = 1;
    task_2.priority = 2;

    while(true)
    {
        scheduler();
    }
}

下面是一個(gè)使用響應(yīng)式調(diào)度的代碼示例：

void task_1()
{
    while(true)
    {
        //do something
    }
}

void task_2()
{
    while(true)
    {
        //do something
    }
}

void scheduler()
{
    if(task_1.response_priority > task_2.response_priority)
    {
        task_1.run();
        task_2.block();
    }
    else
    {
        task_2.run();
        task_1.block();
    }
}

int main()
{
    //set task response priority
    task_1.response_priority = 1;
    task_2.response_priority = 2;

    while(true)
    {
        scheduler();
    }
}

五、總結(jié)

搶占優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的兩個(gè)重要概念。在多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，通過這兩個(gè)機(jī)制可以保證系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的實(shí)時(shí)性，提高系統(tǒng)的可用性和實(shí)用性。