搶佔優先級與響應優先級

一、搶佔優先級

在任務並發執行時，會出現多個任務同時操作同一個資源的情況，不同的任務會有不同的優先級，因此需要一種機制來確定哪個任務可以優先訪問資源。這個機制就是搶佔優先級。

搶佔優先級是指任務可以被立即中斷並由較高優先級任務來執行。在實時操作系統中，搶佔式調度是常見的調度方式。

二、響應優先級

響應優先級是指一個任務在被中斷後能夠在最短時間內得到響應並恢復執行的優先級。對於實時操作系統來說，響應時間是衡量系統性能和實用性的重要指標之一。

任務的響應時間包含兩個部分：中斷響應時間和任務切換時間。中斷響應時間是指從觸發中斷到處理完中斷的時間；任務切換時間是指從一個任務切換到另一個任務所需的時間。

三、搶佔式調度與響應式調度的區別

搶佔式調度是指當高優先級任務進入可運行狀態時，操作系統會立即搶佔當前任務的CPU，並啟動高優先級任務運行。而響應式調度是指依據任務的響應優先級來確定任務的運行順序，即響應優先級高的任務先執行。

四、實現搶佔式調度和響應式調度的代碼示例

下面是一個使用搶佔式調度的代碼示例：

void task_1()
{
    while(true)
    {
        //do something
    }
}

void task_2()
{
    while(true)
    {
        //do something
    }
}

void scheduler()
{
    if(task_1.priority > task_2.priority)
    {
        task_1.run();
        task_2.block();
    }
    else
    {
        task_2.run();
        task_1.block();
    }
}

int main()
{
    //set task priority
    task_1.priority = 1;
    task_2.priority = 2;

    while(true)
    {
        scheduler();
    }
}

下面是一個使用響應式調度的代碼示例：

void task_1()
{
    while(true)
    {
        //do something
    }
}

void task_2()
{
    while(true)
    {
        //do something
    }
}

void scheduler()
{
    if(task_1.response_priority > task_2.response_priority)
    {
        task_1.run();
        task_2.block();
    }
    else
    {
        task_2.run();
        task_1.block();
    }
}

int main()
{
    //set task response priority
    task_1.response_priority = 1;
    task_2.response_priority = 2;

    while(true)
    {
        scheduler();
    }
}

五、總結

搶佔優先級和響應優先級是實時操作系統中的兩個重要概念。在多任務並發執行時，通過這兩個機制可以保證系統響應時間的實時性，提高系統的可用性和實用性。