FreeRTOS-互斥信号量

互斥量又称为互斥信号量，本质是一种特殊的二值信号量，支持互斥量所有权，递归访问，以及防止优先翻转的特性，用于实现对临界资源的独占式处理。

任意时刻互斥量的状态只有两种，开锁或者闭锁：

当互斥量被任务持有时，该互斥量处于闭锁状态，这个任务获得该互斥量的所有权。

当任务释放这个互斥量时，任务失去该互斥量的所有权。

递归互斥量的特性：持有该任务量的任务可以再次获得这个锁而不被挂起。

互斥信号量一般用于保护资源的互锁。

互斥信号量可以降低优先级翻转产生的问题（相对于二值信号量来说）

互斥信号量的优先级继承机制：暂时提高某个占有某种资源的低优先级任务的优先级，是指与在所有等待该资源的任务中优先级最高的任务想等，，而当这个低优先级任务执行完毕释放该 资源时，优先级重新回到初始设定值。因此，继承优先级的任务避免了系统资源被任何中 间优先级的任务抢占。

优先级继承：某个临界资源受到一个互斥量保护，如果这个资源正在被一个低优先级任务使用， 那么此时的互斥量是闭锁状态，也代表了没有任务能申请到这个互斥量，如果此时一个高 优先级任务想要对这个资源进行访问，去申请这个互斥量，那么高优先级任务会因为申请 不到互斥量而进入阻塞态，那么系统会将现在持有该互斥量的任务的优先级临时提升到与高优先级任务的优先级相同，这个优先级提升的过程叫做优先级继承。这个优先级继承机 制确保高优先级任务进入阻塞状态的时间尽可能短，以及将已经出现的“优先级翻转”危 害降低到最小。

 L任务占用着某种资源 但是优先级最低 由于H任务需要用到这种资源  但是要等到H释放才能的到这种资源  使得L和H任务的优先级产生了翻转。

 优先级继承机制：L任务占领着某种临界资源  H任务申请这种资源时会进入临界状态 这时将L任务的优先级调到和H任务的优先级一样  当L任务使用完成后释放资源 即使途中M任务被唤醒 但是优先级没有现在的L任务优先级高也得不到执行 H任务得到资源后现执行 接着是M任务 最后是L任务 舍得H任务阻塞的时间最短，将应影响降到最低。

互斥信号量的使用场景：可能会发生优先级翻转的情况

递归互斥量适用于：任务可能会多次获取互斥量的情况下

互斥信号量不能在中断服务函数中使用。（无意义）

互斥量控制块：

pcReadForm 和 uxRecursiveCallCount 是一对互斥变量 使用联合体用来保证两个互斥的结构体成员不会同时出现。

互斥量创建函数 xSemaphoreCreateMutex（）：用于创建一个互斥量 并返回一个互斥量句柄

初始化互斥量：

 pxMutexHolder 就被用于指向持有互斥量的任务控制块，现在初始化的时候，就初始化为 NULL，表示没 有任务持有互斥量。

创建信号量函数使用实例：

 递归互斥量创建函数xSemaphoreCreateRecursiveMutex()：

xSemaphoreCreateRecursiveMutex()用于创建一个递归互斥量，不是递归的互斥量由函 数 xSemaphoreCreateMutex() 或 xSemaphoreCreateMutexStatic()创建 且只能被同一个任务获取一次。

递归信号量可以被同一个任务获取很多次 获取多少次就需要释放多少次。

 函数使用实例：

 互斥信号量删除函数 vSemaphoreDelete(）

互斥量获取函数xSemaphoreTake()：

  互斥量的获取函数是一个宏定义，实际调用的函数就是xQueueGenericReceive()，xQueueGenericReceive()函数想必我们都不陌生，其实就是消息队列获取函数，只不过 如果是使用了互斥量的时候，这个函数会稍微有点不一样，因为互斥量本身的优先级继承 机制，所以，在这个函数里面会使用宏定义进行编译，如果获取的对象是互斥量，那么这 个函数就拥有优先级继承算法，如果获取对象不是互斥量，就没有优先级继承机制。

 使用实例：
 

 递归互斥量获取函数 xSemaphoreTakeRecursive()：

 互斥量释放函数 xSemaphoreGive()：

 递归互斥量释放函数 xSemaphoreGiveRecursive():

 互斥量实验：

                                                        内核对象句柄

 实验现象：