第9篇 zephyr kernel之互斥锁Mutexes

目录

摘要

1 概念

2 实现

2.1 定义互斥锁

2.2 上锁

2.3 解锁

3 参考链接

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本学笔记基于zephyr 工程版本 2.2.99，主机环境为ubuntu18.04，开发平台 nrf52840dk_nrf52840

摘要

   互斥锁(mutexes )一般用于资源访问的互斥，简单的互斥通过信号量去做也可以，但是在基于优先级调度的实时系统使用信号量做资源保护，容易引发优先级翻转的的问题，而互斥锁会动态的调整调用线程的优先级，从而避免了优先级翻转的问题。

1 概念

   任意数量的互斥锁可以被定义，引用互斥锁时使用的是内存地址，所以可以随便定义。

互斥锁有以下关键属性：

lock count， 代表了在线程中被上锁的次数，如果这个数为0，代表已经是非锁定状态。

owning thread， 代表了哪个线程给这个互斥锁上锁。

    当有多个线程，访问同一个公共资源时（比如读写全局变量），为了实现互斥访问，可以定义一个互斥锁来保护这个资源，当访问资源时，需要首先获取互斥锁。当这个互斥锁被其他线程上锁后，当前访问这个互斥锁的线程可以选择等待这个互斥锁被解锁。任意数量的线程可以同时等待给互斥锁上锁， 当互斥锁可用时，优先级最高等待时间最长的线程可以优先访问。因为访问的是公共资源，所以上锁后，需要尽量短的时间使用这个资源。否则，长时间被上锁后，其他线程也需要等待相同的时间。上锁和解锁一般是成对出现的，尽量不要嵌套，否则会引起死锁，死锁的问题是很不好排查的。

2 实现

2.1 定义互斥锁

使用struct k_mutex类型定义一个互斥锁变量。互斥锁必须在使用之前通过k_mutex_init()进行初始化。

下面的代码定义并初始化互斥锁：

struct k_mutex my_mutex;

k_mutex_init(&my_mutex);

同样，也可以使用K_MUTEX_DEFINE宏，在编译时定义和初始化互斥锁。

K_MUTEX_DEFINE(my_mutex);

2.2 上锁

  调用k_mutex_lock()给一个互斥锁上锁。

  下面的代码表示给一个互斥锁上锁，K_FOREVER表示当锁被其他线程锁定时，当前线程一直睡眠，知道互斥锁变为可用：

k_mutex_lock(&my_mutex, K_FOREVER);

也可以不一值等待，仅等待一段时间，下面代码表示锁不可用时等待100ms：

if (k_mutex_lock(&my_mutex, K_MSEC(100)) == 0) {
    /* mutex successfully locked */
} else {
    printf("Cannot lock XYZ display\n");
}

2.3 解锁

调用k_mutex_unlock()解锁互斥锁，

k_mutex_unlock(&my_mutex);

3 参考链接

https://docs.zephyrproject.org/latest/reference/kernel/synchronization/mutexes.html#id2