FreeRTOS 任务调度算法

配置

在FreeRTOSConfig.h.文件中，可以通过configUSE_PREEMPTION和configUSE_TIME_SLICING配置调度算法。
configUSE_TICKLESS_IDLE也会影响调度算法，它用来降低系统功耗。
在FreeRTOS中，拥有相同优先级的任务会被交替执行，即Round Robin Scheduling（RR）；

在RR调度策略下，一个线程会一直运行。直到：

自愿放弃控制权
被更高优先级的线程抢占
时间片用完
但是RR算法并不能保证同优先级的每个任务执行时间相同

基于时间片的优先级抢占式调度算法 Prioritized Pre-emptive Scheduling with Time Slicing

配置

相关概念：

示例每个任务有不同优先级

假设有三个任务，Task1/2/3，Task1有最高优先级；Task2是周期任务,优先级中；Task3优先级低。

t5时刻Task3开始运行
当执行到t6时刻，由于Task2周期触发，且优先级比Task3高，所以调度器将CPU控制权交由Task2
t7时刻，Task2运行完成，控制权交还Task3继续运行
t9时刻，Task2周期触发，开始运行
t10时刻，由于Task1优先级最高，此时抢占CPU，控制权交给Task1
t11时刻，Task1结束，控制权交还Task2，Task2继续运行
t12时刻，Task2结束，控制权交还Task3

示例相同优先级的情况

Task1优先级高于Task2，Task2优先级和空闲任务相同

正常情况下，由于Task2和Idle优先级相同，所以他们交替执行
t6时刻，Task1抢占CPU
t7时刻，任务1释放CPU；由于Task2和Idle是交替执行的，在t5~t8这个时间周期中，Task2开始占用CPU

这个例子展示了空闲任务和普通任务的交替执行过程。但是，如果空闲优先级任务有工作要做，但空闲任务没有工作，则可能不需要为空闲任务分配这么多处理时间。

我们可以对configIDLE_SHOULD_YIELD进行配置。

configIDLE_SHOULD_YIELD = 1
此时，如果有其他空闲优先级的任务，空闲任务将会让出控制权
configIDLE_SHOULD_YIELD = 0
此时，除非有高优先级任务抢占发生，否则空闲任务将会保持运行
如图所示：

此时configIDLE_SHOULD_YIELD=1。可以看到，空闲优先级任务有了更多的处理时间。

无时间片的优先级抢占式调度算法 Prioritized Pre-emptive Scheduling (without Time Slicing)

算法保留了调度算法，但是没有用到时间片来处理相同优先级的任务。

配置

示例

不使用时间片会使得更少的上下文切换，因此，这样会减小调度器的负载。但是，这样也会导致相同优先级任务的处理时间不同。如下图所示，

由于没有使用时间片，空闲任务会一直占有CPU，直到Task1抢占CPU结束后，Task2才有机会运行。

合作调度 Co-operative Scheduling

配置

当使用合作调度模式时，上下文的切换只发生在

正在运行的任务进入阻塞态
任务调用askYIELD()退出

如图所示：

示例

在多任务应用时，如果某个资源一次只能被一个任务访问，否则将会导致程序出错。那么，需要用到这个方式。
比如说，当有两个任务需要通过串口输出，如果允许抢占，那么会导致两个任务冲突。