LV01-01-AliOSThings-12-任务间通信-04-互斥锁的使用方法

发表于 2023-12-11 分类于嵌入式开发， 01HQ课程体系， LV21-天猫精灵IOT 本文字数： 3.9k 阅读时长 ≈ 14 分钟

本文主要是任务之间的通信——互斥锁的使用方法的相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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参考资料	AliOS Things 3.0 应用开发指南	这个只是一篇参考文章，里面是一些环境搭建相关的，可以参考
参考资料	IP知识百科 - 华为 (huawei.com)	IP的一些相关知识点

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蓝牙规范相关文档	Core Specification 5.2	核心规格 5.2，该规范定义了创建可互操作的Bluetooth 设备所需的技术。《Core_v5.2.pdf》
	Mesh Model(v1.1)	本Bluetooth 规范定义了模型（以及它们所需的状态和消息），这些模型用于在mesh 网络中的节点上执行基本功能，超出了Bluetooth Mesh 配置文件规范中定义的基础模型。本规范包括定义跨设备类型标准功能的通用模型，以及支持关键mesh 场景的模型，如照明控制、传感器、时间和场景。《MshMDL_v1.1.pdf》
	Mesh Profile(v1.0.1)	该Bluetooth 规范定义了基本要求，以实现可互操作的mesh 网络解决方案，用于Bluetooth 低能量无线技术。《MshPRFv1.0.1.pdf》
	Mesh Device Properties	本规范包含Bluetooth Mesh 配置文件和Bluetooth Mesh 模型规范所要求的设备属性的定义。但是跟之前的有些区别，我主要看的之前的版本：《MMeshDeviceProperties_v1.2.pdf》
	GATT Specification Supplement	GATT Specification Supplement \| Bluetooth® Technology Website。好像可以在线看：《GATT Specification Supplement》
	Assigned Numbers	GATT的一些类型定义可以在这里找。
AliOS Things	alios-things/AliOS-Things	Gitee上的AliOSThings SDK源码仓库
AliOS Things	alibaba/AliOS-Things	GitHub上的AliOSThings SDK源码仓库
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天猫精灵蓝牙Mesh协议栈	蓝牙Mesh设备开发指南	阿里云生活服务平台开发手册——蓝牙设备开发一节中的内容

一、查看官方文档

1. 互斥锁的概念

2. 有哪些API？

这些API都在AOS_ADK_PATH/include/aos/kernel.h中被声明，使用的时候要包含此头文件。

二、分析API

1. 互斥锁的基本原理

需要知道的是，互斥锁会暂时提高低优先级的任务的优先级，防止出现优先级翻转的问题。什么是优先级翻转？

线程A在一个比较低的优先级上工作, 假设是10吧。然后在时间点T1的时候，线程A锁定了一把互斥锁，并开始操作互斥数据。
这时有个高优线级线程C（比如优先级20）在时间点T2被唤醒，它也也需要操作互斥数据。当它加锁互斥锁时，因为互斥锁在T1被线程A锁掉了，所以线程C放弃CPU进入阻塞状态，而线程A得以占据CPU，继续执行。
事情到这一步还是正确的，虽然优先级10的A线程看上去抢了优先级20的C线程的时间，但因为程序逻辑，C确实需要退出CPU等完成互斥数据操作后，才能获得CPU。
但是，假设我们有个线程B在优先级15上，在T3时间点上醒了过来，因为他比当前执行的线程A优先级高，所以它会立即抢占CPU。而线程A被迫进入READY状态等待。
一直到时间点T4，线程B放弃CPU，这时优先级10的线程A是唯一READY线程，它再次占据CPU继续执行，最后在T5解锁了互斥锁。
在T5，线程A解锁的瞬间，线程C立即获取互斥锁，并在优先级20上等待CPU。因为它比线程A的优先级高，系统立刻调度线程C执行，而线程A再次进入READY状态。

上面这个时序里，线程B从T3到T4占据CPU运行的行为，就是事实上的优先级反转。一个优先级15的线程B，通过压制优线级10的线程A，而事实上导致高优先级线程C无法正确得到CPU。这段时间是不可控的，因为线程B可以长时间占据CPU（即使轮转时间片到时，线程A和B都处于可执行态，但是因为B的优先级高，它依然可以占据CPU），其结果就是高优先级线程C可能长时间无法得到 CPU。

之前美国宇航局的火星车，就是因为有高优先级的线程被压制，从而在指定时间内无法获得CPU，导致 “看门狗”认为系统出了无法恢复的故障，直接重启了系统。重启后系统再次进入相同状态，导致不断重启，无法正常工作。