第4章任务管理

第4章：任务管理——任务创建、删除与优先级抢占

各位同学，今天我们来聊聊VxWorks里最核心的东西——任务管理。

说白了，一个实时系统跑起来，就是一堆任务在抢CPU。你管好了任务，系统就稳如老狗；管不好，那就是各种死机、跑飞、优先级反转。我当年刚入行时，就因为在任务优先级上栽了个大跟头，差点让整个产线停摆。嗯，今天咱们就把这块彻底讲透。

4.1 任务创建：taskSpawn

在VxWorks里，创建一个任务非常简单。你只需要调用一个函数——taskSpawn。

它的原型长这样：

int taskSpawn
    (
    char *name,          /* 任务名字，调试用 */
    int priority,        /* 优先级，0-255，0最高 */
    int options,         /* 任务选项，比如VX_FP_TASK */
    int stackSize,       /* 栈大小，单位字节 */
    FUNCPTR entryPt,     /* 任务入口函数 */
    int arg1,            /* 参数1 */
    int arg2,            /* 参数2 */
    ...
    int arg10            /* 参数10，最多10个 */
    );

你看，参数挺多，但常用的就前5个。我个人习惯是：名字起得有意义，优先级别乱设，栈大小给够。

关键点：

优先级：0最高，255最低。数值越小，优先级越高。
栈大小：给少了任务会栈溢出，给多了浪费内存。我一般给4096或8192起步。
options：常用的是VX_FP_TASK，如果你的任务用到了浮点运算，必须加上这个选项。

举个例子：

#include <vxWorks.h>
#include <taskLib.h>

void myTask(int arg1, int arg2)
{
    while(1)
    {
        printf("Hello from myTask, arg1=%d, arg2=%d\n", arg1, arg2);
        taskDelay(100);  /* 延时100个tick */
    }
}

void startMyTask(void)
{
    int tid;
    tid = taskSpawn("tMyTask", 100, VX_FP_TASK, 4096,
                    (FUNCPTR)myTask, 10, 20, 0,0,0,0,0,0,0);
    if(tid == ERROR)
    {
        printf("taskSpawn failed!\n");
    }
}

这段代码创建了一个叫tMyTask的任务，优先级100，带浮点支持，栈大小4KB。入口函数是myTask，传了两个参数10和20。

小技巧： 任务名字最好以t开头，这是VxWorks社区的惯例。比如tNetTask、tLogTask。这样一看就知道是任务，不是变量或函数。

4.2 任务删除：taskDelete

有创建就有删除。删除任务用taskDelete。

STATUS taskDelete
    (
    int tid   /* 任务ID */
    );

你可能会想：删除任务还不简单？直接调一下不就完了？

嗯，这里有个大坑。我曾经在一个项目中，直接在主任务里删除了一个正在持有互斥信号量的子任务。结果呢？整个系统死锁了。所有等待那个信号量的任务全部卡死。

警告： 删除任务前，一定要确保它没有持有任何系统资源！比如信号量、消息队列、内存块。否则会造成资源泄漏或死锁。

安全删除的姿势是这样的：

void safeDeleteTask(int tid)
{
    /* 先通知任务自己退出 */
    taskSuspend(tid);          /* 暂停任务 */
    taskDelete(tid);           /* 再删除 */
}

但说实话，我更推荐的做法是：让任务自己退出。在任务的主循环里检查一个退出标志，如果为真，就调用taskDelete(0)删除自己。这样最安全。

int exitFlag = 0;

void myTask(void)
{
    while(!exitFlag)
    {
        /* 正常工作 */
        taskDelay(100);
    }
    taskDelete(0);  /* 自己删除自己 */
}

4.3 任务优先级与抢占

这是实时系统的灵魂。VxWorks用的是基于优先级的抢占式调度。

什么意思呢？说白了就是：高优先级的任务随时可以打断低优先级的任务。只要高优先级任务就绪了，CPU立刻归它。

举个例子：

void highTask(void)
{
    while(1)
    {
        printf("High priority task running\n");
        taskDelay(10);
    }
}

void lowTask(void)
{
    while(1)
    {
        printf("Low priority task running\n");
        taskDelay(10);
    }
}

void startTasks(void)
{
    taskSpawn("tHigh", 50, 0, 4096, (FUNCPTR)highTask, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
    taskSpawn("tLow", 150, 0, 4096, (FUNCPTR)lowTask, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
}

这里tHigh优先级50，tLow优先级150。你猜谁先跑？

当然是tHigh。只要它不阻塞（比如taskDelay），tLow永远没机会跑。这就是抢占。

核心原则：

高优先级任务就绪 → 立即抢占低优先级任务
同优先级任务 → 时间片轮转（如果开启了时间片调度）
任务主动让出CPU → 调用taskDelay、taskSuspend、等待信号量等

你想想看，如果两个任务优先级一样，又没有时间片调度，会怎样？

嗯，第一个任务会一直跑，第二个任务永远没机会。这就是所谓的「饿死」。所以同优先级任务一定要配合taskDelay或时间片调度来用。

4.4 优先级反转——一个经典问题

说到优先级，不得不提一个经典问题：优先级反转。

我在一个军工项目里遇到过。一个高优先级任务等一个信号量，而这个信号量被一个低优先级任务占着。结果中优先级任务跑起来了，它不抢信号量，但抢了CPU。低优先级任务跑不了，信号量释放不了，高优先级任务就一直等。整个系统性能急剧下降。

VxWorks提供了优先级继承机制来解决这个问题。你可以在创建信号量时加上SEM_INVERSION_SAFE选项：

SEM_ID sem = semMCreate(SEM_Q_PRIORITY | SEM_INVERSION_SAFE);

这样，当低优先级任务持有信号量时，它会临时继承等待该信号量的最高优先级任务的优先级。等它释放信号量后，再恢复原来的优先级。

我的建议： 只要用到互斥信号量，就加上SEM_INVERSION_SAFE。别省这个选项，省了就是给自己挖坑。

4.5 实战避坑指南

最后，我总结几个实战中容易踩的坑：

栈溢出：任务栈给太小，函数调用层级深一点就崩了。我一般先给4096，跑起来后用checkStack命令看看实际用了多少，再调整。
优先级设太高：把系统任务（比如tNetTask、tLogTask）的优先级设得比用户任务还低，会导致网络不通、日志丢失。系统任务的优先级一般在50-100之间，用户任务建议100以上。
忘记加VX_FP_TASK：任务里用了浮点运算，但创建时没加这个选项。结果浮点寄存器被破坏，数据全乱套。这个bug我查了整整两天。
任务删除不干净：删了任务但没释放它申请的内存，造成内存泄漏。建议用taskSafe和taskUnsafe配合使用，或者干脆让任务自己退出。

好了，这一章的内容就到这里。任务管理是VxWorks的基石，你把它搞明白了，后面学消息队列、信号量、中断处理都会轻松很多。

下一章我们讲任务间的同步与通信，到时候会用到今天学的知识。记得多动手写代码，光看是学不会的。

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