任务管理与调度

关键概念

任务状态机与迁移路径

理解四种状态之间的迁移，是排查"任务不运行"问题的基础。下图展示了完整的状态转换：

抢占式 vs 协作式：一图看懂

vTaskDelay 与 vTaskDelayUntil 的本质区别

假设任务每次执行体耗时不定（2~8ms），要求严格每 100ms 采样一次。用 vTaskDelay 会导致周期漂移，用 vTaskDelayUntil 才能锁定精确周期：

/* ❌ 相对延时：实际周期 = 执行时间 + 100ms，会漂移 */
void SampleTask_Bad(void *arg) {
  for (;;) {
    do_sample();                     /* 耗时 2~8ms 不定 */
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));  /* 从此刻再等 100ms */
  }                                    /* → 真实周期 102~108ms，抖动 */
}

/* ✅ 绝对延时：以上次唤醒点为基准，锁定精确 100ms 周期 */
void SampleTask_Good(void *arg) {
  TickType_t xLastWake = xTaskGetTickCount();   /* 记录起点 */
  const TickType_t period = pdMS_TO_TICKS(100);
  for (;;) {
    do_sample();
    /* 阻塞到 xLastWake + period，并自动更新 xLastWake */
    vTaskDelayUntil(&xLastWake, period);
  }                                    /* → 真实周期恒为 100ms */
}

任务的创建、删除、挂起与恢复

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

TaskHandle_t workerHandle = NULL;

void WorkerTask(void *arg) {
  for (;;) {
    do_work();
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
  }
}

void ManagerTask(void *arg) {
  /* 动态创建一个任务；返回 pdPASS 表示成功 */
  if (xTaskCreate(WorkerTask, "WORK", 256, NULL,
                  2, &workerHandle) != pdPASS) {
    printf("create failed: heap not enough\r\n");
  }

  vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
  vTaskSuspend(workerHandle);   /* 暂停 worker */

  vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
  vTaskResume(workerHandle);    /* 恢复 worker */

  /* 动态调整优先级 */
  vTaskPrioritySet(workerHandle, 3);

  vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));
  vTaskDelete(workerHandle);    /* 删除，内存由空闲任务回收 */
  workerHandle = NULL;

  vTaskDelete(NULL);           /* 删除自己 */
}

静态创建：不用堆的确定性方案

安全关键领域常禁止动态分配。xTaskCreateStatic() 让你自己提供栈和 TCB 内存，编译期即确定，运行期零堆分配：

/* 需 configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION = 1 */
#define STACK_WORDS   256
static StackType_t  xStack[STACK_WORDS];   /* 用户自备栈 */
static StaticTask_t xTCB;                 /* 用户自备 TCB */

void setup(void) {
  TaskHandle_t h = xTaskCreateStatic(
      WorkerTask, "WORK", STACK_WORDS,
      NULL, 2, xStack, &xTCB);   /* 返回句柄，永不为空 */
}

三种调度模式下的执行时序