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[二、FreeRTOS 四大任务状态](#二、FreeRTOS 四大任务状态)
[1、运行态 Running：](#1、运行态 Running：)
[2、就绪态 Ready：](#2、就绪态 Ready：)
[3、阻塞态 Blocked：](#3、阻塞态 Blocked：)
[4、挂起态 Suspended：](#4、挂起态 Suspended：)
[1、高优先级任务 while 循环无延时。](#1、高优先级任务 while 循环无延时。)
[3、任务调用 vTaskDelay 之后 CPU 占用率没有降下来。](#3、任务调用 vTaskDelay 之后 CPU 占用率没有降下来。)
前言
本篇重点剖析 FreeRTOS 内核调度逻辑：四大任务状态切换、优先级抢占机制、时间片轮转以及空闲任务。把这一块理解透彻之后再去学习队列、信号量，才能够真正处理多任务同步互斥带来的各类工程问题。
一、调度器到底做什么
FreeRTOS 调度器就是操作系统内核里负责挑选任务的模块。
单片机是单核 CPU，同一时刻只能够执行一份任务代码。调度器不断从就绪任务列表选出最合适的任务交给 CPU 执行。整体遵循两条核心规则：高优先级任务优先执行；同优先级就绪任务开启时间片轮转。
这里有一个很重要误区：多任务并不是真正物理并行运行。单核 MCU 只是高速来回切换任务，切换速度极快，给人的感官效果好像多个任务同时跑。
二、FreeRTOS 四大任务状态
1、运行态 Running：
任务此刻占有 CPU 资源，正在执行自身任务函数。单核单片机任意时间点最多只能有一个任务处于运行态。一旦发生任务切换，当前任务立刻退出运行态。
2、就绪态 Ready：
任务运行条件全部满足，可以随时投入运行，但是此刻 CPU 正在运行另一个优先级更高的任务。任务万事俱备，只等待调度器选中自己。新创建出来的任务默认进入就绪态。
3、阻塞态 Blocked：
任务主动放弃 CPU 进入等待状态，最典型场景就是调用 vTaskDelay 延时。处于阻塞态的任务不再消耗 CPU 时间，调度器直接跳过该任务，转而执行其它就绪任务。新手高频踩坑：任务内部使用 for 循环空延时等待，而不是 vTaskDelay，任务会一直停留在就绪态，死死占用 CPU 不放。
4、挂起态 Suspended：
调用 vTaskSuspend 把任务挂起。挂起之后任务直接停止，不会参与调度，哪怕没有任何延时，也得不到 CPU 执行机会，需要调用 vTaskResume 恢复才可以重新参与调度。
简单梳理状态流转：新建任务→就绪态；调度器选中→切换为运行态；调用延时 / 等待信号量→进入阻塞；延时结束回到就绪；调用挂起函数进入挂起；解除挂起回到就绪。
三、优先级抢占机制
FreeRTOS 默认开启优先级抢占。只要出现一个更高优先级任务变为就绪态，调度器立刻发生任务切换，暂停当前正在跑的低优先级任务，立刻执行高优先级任务。
举个工程例子：任务 A 优先级 2 正在运行，此刻任务 B 优先级 3 解除延时进入就绪，系统马上抢占 CPU，任务 B 开始运行。
这里一个非常常见工程坑：高优先级任务如果一直处于就绪态，永远不会让出 CPU，低优先级任务会彻底饿死，永远得不到执行机会。比如高优先级任务 while 循环里面没有 vTaskDelay，不停空跑，低优先级任务完全无法运行。很多人遇到优先级失效，实际就是发生任务饿死现象。
四、时间片轮转机制
抢占模式下，如果多个任务拥有完全相同优先级，就会启用时间片轮转。
每个任务分配固定长度时间片，任务用完自己时间片之后，即便还没有做完事情，也要让出 CPU，交给同优先级下其它就绪任务执行。
注意配置项 configUSE_TIME_SLICING，如果关闭这个宏，同优先级任务就不会做时间片轮转，一旦某个同优先级任务拿到 CPU 就会一直跑下去。实际项目一般保持打开。
时间片不等于延时，时间片只是分配 CPU 使用时长，任务如果中途进入阻塞态，会直接放弃剩余时间片。
五、空闲任务是什么
系统启动调度器之后会自动创建空闲任务，优先级是 0，也就是整个系统最低优先级。
当所有用户任务全部进入阻塞或者挂起状态，没有其它就绪任务的时候，CPU 就跑空闲任务。
空闲任务有几点工程注意事项：
- 千万不要在空闲任务里面做耗时业务逻辑；
- 如果开启 configUSE_IDLE_HOOK 空闲钩子函数，钩子函数内部不能调用会造成阻塞的 API，例如 vTaskDelay；空闲钩子里面一旦阻塞，系统行为就异常；
- 低功耗场景经常利用空闲钩子，在空闲任务里面进入单片机休眠。
六、工程实战现象总结
1、高优先级任务 while 循环无延时。
- 后果：一直占用 CPU，低优先级任务彻底饿死。，
- 解决：合适时机释放 CPU，调用阻塞类 API；
2、同优先级任务之间互不交替执行。
- 排查方向：检查 configUSE_TIME_SLICING 宏是否打开；
3、任务调用 vTaskDelay 之后 CPU 占用率没有降下来。
- 排查：确认是 vTaskDelay，不要自己写 for 循环空等待；
4、任务挂起之后，系统好像整体卡住。
- 排查：确认是否把全部任务都挂起，如果全部任务挂起，系统只会跑空闲任务。