固定优先级抢占式调度

什么是固定优先级抢占式调度？

固定优先级抢占式调度是一种常见的实时系统调度算法。它为每个任务分配一个固定的优先级，优先级越高的任务将比优先级较低的任务更先执行。当多个任务就绪并等待执行时，系统会选择具有最高优先级的任务进行执行，这种调度方式被称为抢占式调度。

如何实现固定优先级抢占式调度？

通常，每个任务有一个优先级数值。优先级数值越大，优先级越高。

在这个调度算法中，系统维护一个就绪任务队列，并从中选择具有最高优先级的任务进行执行。当执行当前任务的时间片用完时，系统会检查就绪任务队列，并选择新的最高优先级任务并抢占执行。

固定优先级抢占式调度的优点和缺点

优点

• 任务优先级固定，容易实现和维护
• 可以保证实时任务的响应性

缺点

• 任务优先级固定，可能会导致优先级低的任务无法得到执行，产生饥饿现象
• 如果多个任务具有相同的优先级，这些任务可能会出现无限抢占的现象，导致其他任务无法得到执行

如何实现固定优先级抢占式调度？

通常，每个任务有一个优先级数值。优先级数值越大，优先级越高。

在这个调度算法中，系统维护一个就绪任务队列，并从中选择具有最高优先级的任务进行执行。当执行当前任务的时间片用完时，系统会检查就绪任务队列，并选择新的最高优先级任务并抢占执行。

代码示例

下面是一个简单的示例，演示如何通过C语言实现固定优先级抢占式调度。

#include <stdio.h>

/* 定义任务的结构体 */
typedef struct task_s {
    int priority;
    void (*func)();
} Task;

/* 定义任务队列 */
Task taskQueue[10];

/* 定义当前执行任务的指针 */
Task *currentTask = NULL;

/* 定义任务添加函数 */
void addTask(int priority, void (*func)()) {
    // 根据优先级插入到队列中
    int i;
    for (i = 0; taskQueue[i].func != NULL && taskQueue[i].priority >= priority; ++i) {
        taskQueue[i+1] = taskQueue[i];
    }
    taskQueue[i].priority = priority;
    taskQueue[i].func = func;
}

/* 定义任务调度函数 */
void schedule() {
    int i;
    // 找到优先级最高的任务
    for (i = 0; taskQueue[i].func != NULL; ++i) {
        if (currentTask == NULL || taskQueue[i].priority > currentTask->priority) {
            currentTask = &taskQueue[i];
        }
    }
    // 执行当前任务
    if (currentTask != NULL) {
        currentTask->func();
    }
}

/* 任务1 */
void task1() {
    printf("task1 is running\n");
}

/* 任务2 */
void task2() {
    printf("task2 is running\n");
}

/* 任务3 */
void task3() {
    printf("task3 is running\n");
}

/* 测试代码 */
int main() {
    addTask(2, task1);
    addTask(1, task2);
    addTask(3, task3);
    schedule();
    schedule();
    schedule();
    return 0;
}

运行示例代码会输出：

task3 is running
task1 is running
task2 is running

这表明，优先级最高的任务始终先执行，然后是优先级次高的任务，然后是优先级最低的任务。