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实验08_互斥量_保护共享资源.docx
资料介绍
实验 08：互斥量 — 保护共享资源
实验说明
实验概述
在多任务系统中，当多个任务需要访问同一共享资源（如全局变量、外设寄存器、文件等）时，如果不对访问进行控制，就会导致数据竞争（Race Condition）问题。例如，一个任务正在读取某个全局变量，而另一个任务同时修改它，读取到的数据可能是不完整的。互斥量（Mutex）是 FreeRTOS 提供的专门用于保护共享资源的机制，它确保同一时刻只有一个任务可以访问受保护的资源。
实验原理
互斥量在形式上与二值信号量类似，但有两个关键区别：一是互斥量具有"所有权"概念，只有获取它的任务才能释放它；二是互斥量支持优先级继承机制，当高优先级任务等待低优先级任务持有的互斥量时，低优先级任务会被临时提升到与高优先级任务相同的优先级，从而尽快执行并释放互斥量，有效避免优先级反转问题。本实验使用互斥量保护一个全局计数器，两个任务分别对其进行递增和递减操作。
关键知识点
1. 优先级继承机制自动防止优先级反转。
2. 互斥量具有递归属性，同一任务可多次获取同一互斥量（需使用递归互斥量）。
3. 临界区应尽量短小，避免长时间占用互斥量。
实验现象
两个任务交替访问共享计数器，由于互斥量的保护，计数器的值始终正确，不会出现数据竞争导致的值异常。
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| 实验08_互斥量_保护共享资源.docx | 38K |
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