WittXie
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保证RTOS线程安全的常规操作

线程安全

定义

  • 原子操作：一种不可分割的操作，要么完全执行成功，要么完全不执行，不能被打断
  • 临界区：一段代码，这段代码需要在同一时间只允许一个线程执行
  • 互斥锁：一种用于保护共享资源的机制，确保同一时间只有一个线程可以访问特定资源

应用

  • 裸机
    • 原子操作/临界区 可以通过暂时关闭中断响应实现
    • 一般用不到互斥锁
  • RTOS
    • 原子操作：暂时关闭中断响应 + 挂起所有应用（不建议，RTOS尽量不要开启中断，改为线程监听）
    • 临界区：挂起所有应用
    • 互斥锁：mutex，一般内置上下文切换
  • 多进程/多内核
    • CAS机制实现芯片寄存器级别的原子操作，一般芯片都有内置对应的寄存器。

建议

RTOS：采用系统的互斥锁，将中断中的共享数据操作改到任务中监听执行；
裸机：采用临界区(原子操作)，暂时关闭所有中断响应；
多核心/多进程：采用CAS机制实现无锁线程安全，芯片一般都有CAS相关的寄存器；

CAS（Compare-And-Swap）：一般操作系统、编译器、芯片驱动都会提供相应的接口；例如：
Windows ：InterlockedCompareExchange
GCC：__atomic_compare_exchange
POSIX：atomic_compare_exchange_strong

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