什么是优先级反转（翻转）

2024-07-06 07:42:10

优先级反转，是指在使用信号量时，可能会出现的这样一种不合理的现象，即：

高优先级任务被低优先级任务阻塞，导致高优先级任务迟迟得不到调度。但其他中等优先级的任务却能抢到CPU资源。-- 从现象上来看，好像是中优先级的任务比高优先级任务具有更高的优先权。

具体来说：当高优先级任务正等待信号量（此信号量被一个低优先级任务拥有着）的时候，一个介于两个任务优先之间的中等优先级任务开始执行——这就会导致一个高优先级任务在等待一个低优先级任务，而低优先级任务却无法执行类似死锁的情形发生。

一个具体的例子：
假定一个进程中有三个线程Thread1(高）、Thread2（中）和Thread3（低），考虑下图的执行情况。

T0时刻，Thread3运行，并获得同步资源SYNCH1；
T1时刻，Thread2开始运行，由于优先级高于Thread3，Thread3被抢占（未释放同步资源SYNCH1），Thread2被调度执行；
T2时刻，Thread1抢占Thread2；
T3时刻，Thread1需要同步资源SYNCH1，但SYNCH1被更低优先级的Thread3所拥有，Thread1被挂起等待该资源
而此时线程Thread2和Thread3都处于可运行状态，Thread2的优先级大于Thread3的优先级，Thread2被调度执行。最终的结果是高优先级的Thread1迟迟无法得到调度，而中优先级的Thread2却能抢到CPU资源。

上述现象中，优先级最高的Thread1要得到调度，不仅需要等Thread3释放同步资源（这个很正常），而且还需要等待另外一个毫不相关的中优先级线程Thread2执行完成（这个就不合理了），会导致调度的实时性就很差了。

什么是优先级继承

优先级继承就是为了解决优先级反转问题而提出的一种优化机制。其大致原理是让低优先级线程在获得同步资源的时候(如果有高优先级的线程也需要使用该同步资源时)，临时提升其优先级。以前其能更快的执行并释放同步资源。释放同步资源后再恢复其原来的优先级。

带有优先级继承调度过程

与上图相比，到了T3时刻，Thread1需要Thread3占用的同步资源SYNCH1，操作系统检测到这种情况后，就把 Thread3的优先级提高到Thread1的优先级。此时处于可运行状态的线程Thread2和Thread3中，Thread3的优先级大于Thread2的优先级，Thread3被调度执行。

Thread3执行到T4时刻，释放了同步资源SYNCH1，操作系统恢复了Thread3的优先级，Thread1获得了同步资源SYNCH1，重新进入可执行队列。处于可运行状态的线程Thread1和Thread2中，Thread1的优先级大于Thread2的优先级，所以Thread1被调度执行。

通过优先级继承机制，可以有效解决优先级反转问题，使优先级最高的Thread1获得执行的时机提前。

转自链接：https://www.jianshu.com/p/c1f7aa944dda

什么是优先级反转（翻转）相关推荐

信号量优先级反转（翻转）与优先级继承
<Linux进程管理:内核中的优先级继承互斥(rtmutex.h):防止优先级反转>https://rtoax.blog.csdn.net/article/details/11659433 ...
操作系统：优先级反转
(1)什么是优先级反转简单从字面上来说,就是低优先级的任务先于高优先级的任务执行了,优先级搞反了.那在什么情况下会生这种情况呢? 假设三个任务准备执行,A,B,C,优先级依次是A>B>C ...
优先级反转和解决方法
优先级反转的描述: 假设任务1,任务2,任务3:他们的优先级顺序分别为1 > 2 > 3.有一个稀缺资源S,S由一个信号量控制为互斥访问. 任务3正在执行,并申请到了资源S: 任务1抢占了 ...
优先级反转实验，使用信号量实现【RT-Thread学习笔记 5】
RTOS中很经典的问题.就是在使用共享资源的时候,优先级低的进程在优先级高的进程之前执行的问题.这里模拟这种情况. 下面的实验模拟了优先级反转的情况: 先定义三个线程: //优先级反转实验 rt_se ...
多线程的那点儿事（之优先级反转）
[ 声明:版权所有,欢迎转载,请勿用于商业用途. 联系信箱:feixiaoxing @163.com] 优先级反转对于编写应用层的人员来说不大会发生,但是对于操作系统的设计者来说确是一个逃不过去的问 ...
实时操作系统和优先级反转
实时操作系统(Real-time operating system, RTOS)是说,任务切换和中断响应的时间必须保证在多少时间内(如5us内)完成. 分为硬实时和软实操作系统: 硬实时是说必须在多少 ...
【操作系统/OS笔记10】进程/线程的调度原则、调度算法、实时调度、多处理器调度、优先级反转
本次笔记内容: 8.1 背景 8.2 调度原则 8.3 调度算法1 8.4 调度算法2 8.5 实时调度 8.6 多处理调度与优先级反转文章目录 CPU调度背景上下文切换 CPU调度在进程/线程 ...
什么是优先级反转及解决方法
什么是优先级反转优先级反转,是指在使用信号量时,可能会出现的这样一种不合理的现象,即: 高优先级任务被低优先级任务阻塞,导致高优先级任务迟迟得不到调度.但其他中等优先级的任务却能抢到CPU资源.-- ...
信号量优先级反转问题记录（总是遗忘）
1.信号量信号量一般用于线程间同步,多个线程获取一个共享资源时,该资源信号量的count值不小于0时,取得count的线程皆可访问共享资源(类似于流量QOS中的令牌桶\通行证).当count值小于0 ...

最新文章

热门文章