FreeRTOS 任务状态

以前我们很简单地把任务的状态分为2中:运行(Runing)、非运行(Not Running)。

对于非运行的状态,还可以继续细分,比如前面的FreeRTOS_04_task_priority中:

  • Task3执行vTaskDelay后:处于非运行状态,要过3秒种才能再次运行
  • Task3运行期间,Task1、Task2也处于非运行状态,但是它们随时可以运行
  • 这两种”非运行”状态就不一样,可以细分为:
    • 阻塞状态(Blocked)
    • 暂停状态(Suspended)
    • 就绪状态(Ready)

FreeRTOS任务 阻塞状态(Blocked)

在日常生活的例子中,母亲在电脑前跟同事沟通时,如果同事一直没回复,那么母亲的工作就被卡住了、被堵住了、处于阻塞状态(Blocked)。重点在于:母亲在等待

FreeRTOS_04_task_priority实验中,如果把任务3中的vTaskDelay调用注释掉,那么任务1、任务2根本没有执行的机会,任务1、任务2被”饿死”了(starve)。

在实际产品中,我们不会让一个任务一直运行,而是使用”事件驱动”的方法让它运行:

  • 任务要等待某个事件,事件发生后它才能运行
  • 在等待事件过程中,它不消耗CPU资源
  • 在等待事件的过程中,这个任务就处于阻塞状态(Blocked)

在阻塞状态的任务,它可以等待两种类型的事件:

  • 时间相关的事件
    • 可以等待一段时间:我等2分钟
    • 也可以一直等待,直到某个绝对时间:我等到下午3点
  • 同步事件:这事件由别的任务,或者是中断程序产生
    • 例子1:任务A等待任务B给它发送数据
    • 例子2:任务A等待用户按下按键
    • 同步事件的来源有很多(这些概念在后面会细讲):
    • 队列(queue)
    • 二进制信号量(binary semaphores)
    • 计数信号量(counting semaphores)
    • 互斥量(mutexes)
    • 递归互斥量、递归锁(recursive mutexes)
    • 事件组(event groups)
    • 任务通知(task notifications)

在等待一个同步事件时,可以加上超时时间。比如等待队里数据,超时时间设为10ms:

  • 10ms之内有数据到来:成功返回
  • 10ms到了,还是没有数据:超时返回

FreeRTOS任务 暂停状态(Suspended)

在日常生活的例子中,母亲正在电脑前跟同事沟通,母亲可以暂停:

  • 好烦啊,我暂停一会
  • 领导说:你暂停一下

FreeRTOS中的任务也可以进入暂停状态,唯一的方法是通过vTaskSuspend函数。函数原型如下:

void vTaskSuspend( TaskHandle_t xTaskToSuspend );

参数xTaskToSuspend表示要暂停的任务,如果为NULL,表示暂停自己。

要退出暂停状态,只能由别人来操作:

  • 别的任务调用:vTaskResume
  • 中断程序调用:xTaskResumeFromISR

实际开发中,暂停状态用得不多。

FreeRTOS任务 就绪状态(Ready)

这个任务完全准备好了,随时可以运行:只是还轮不到它。这时,它就处于就绪态(Ready)。

FreeRTOS任务 完整的状态转换图

FreeRTOS任务 完整的状态转换图

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