在基于RTOS開發項目時，通常都會遇到互斥的情況，比如：幾個任務都要使用一個UART串口進行發送數據。

如果不加互斥鎖，優先級高的任務，會搶占串口并發送數據，則有可能會出現發送數據“亂碼”的情況。

今天就說說在RTOS開發中，互斥鎖一個常見的問題。

什么是Mutex互斥鎖?

學習過RTOS的讀者應該對互斥不陌生，互斥鎖就是為了避免任務之間互相搶占某種資源而設計的一種“鎖”。

就如上面說的，一個串口，被兩個任務搶占，如果不加鎖，則會出現兩個任務交叉發送數據，即“亂碼”;

但是，如果加了互斥鎖，則會等待其他任務發送完成之后才繼續發送，保證了數據的完整(而不是亂碼);

Mutex互斥鎖例子

這里以三個任務、兩個互斥鎖為例，代碼如下：

void task1(){  /*do something*/
  OSMutex1_Pend();  //互斥鎖1加鎖  /*加鎖處理事情*/  OSMutex1_Post();  //互斥鎖1解鎖}
void task2(){  /*do something*/  OSMutex1_Pend();  //互斥鎖1加鎖  OSMutex2_Pend();  //互斥鎖2加鎖  /*加鎖處理事情*/  OSMutex2_Post();  //互斥鎖2解鎖  OSMutex1_Post();  //互斥鎖1解鎖}
void task3(){  /*do something*/
  OSMutex2_Pend();  //互斥鎖2加鎖/*加鎖處理事情*/  OSMutex2_Post();  //互斥鎖1解鎖}

這樣設計，大家看出問題了嗎?

老司機應該看出來了，新手可能摸不著頭腦。

在任務2中，進行了2次加鎖、解鎖，而且“環環相扣”。

Mutex互斥鎖問題

假如任務1、 任務2、 任務3優先級分別為：1、 2、 3。

優先級順序就是：任務1 > 任務2 > 任務3(數字越小代表任務優先級越高)。

假設：任務1和任務2處于等待事件狀態，也就是處于阻塞狀態， task 3 處于運行狀態。

當任務3在“加鎖處理事情”的時候，任務2搶占了任務3(任務2掛起時間到了)，此時任務3掛起，任務2處于運行狀態;

如果任務2在“互斥鎖1加鎖”之后，任務1搶占了任務2，此時，任務1處于運行狀態;

這個時候，你發現問題了沒有?

任務1在執行“OSMutex1_Pend();”會等待“互斥鎖1解鎖”，如果其他方式沒有對“互斥鎖1解鎖”，則會出現“死鎖”的情況。

分享一張圖片，你就會明白什么是死鎖了：

解決辦法

比如對任務2加鎖方式進行改善：

void task2(){  /*do something*/  OSMutex1_Pend();  //互斥鎖1加鎖  /*do something*/  OSMutex1_Post();  //互斥鎖1解鎖
  OSMutex2_Pend();  //互斥鎖2加鎖  /*do something*/  OSMutex2_Post();  //互斥鎖1解鎖}

或者對低優先級的任務3加鎖方式進行改善：

void task3(){  /*do something*/
  OSMutex1_Pend();  //互斥鎖1加鎖  OSMutex2_Pend();  //互斥鎖2加鎖  /*加鎖處理事情*/  OSMutex2_Post();  //互斥鎖2解鎖  OSMutex1_Post();  //互斥鎖1解鎖}

出問題的原因， 當一個任務獲得了臨界區資源的鎖，在沒有釋放這個鎖的前提下又去獲得另外一塊臨界區資源，這個時候就要引起足夠的注意了，設計成敗在于你是否徹底理解了之前的問題。

但是，歸根到底這樣的問題還是要求用戶在設計階段去避免，一個系統不可能是萬能的，正確的設計才是最重要的。

原文標題：RTOS 任務間互斥的難題

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審核編輯：湯梓紅