外观
什么是任务
当我们在第一次接触RTOS的时候，往往都会有这样一个疑惑：
在裸机程序里，我只需要在main函数里写代码就行了。结果，一用上RTOS，必须创建任务？
任务倒底是什么东西？
在这篇文章中，我将解答以上问题。
一、任务是什么
简单来说，任务是RTOS中可被调度的最小单位，它代表的是一条可以被暂停、也可以被恢复的独立执行流。
当然，以上表述有点过于专业性，不是很好理解，这里可以借助之前文章中的例子来进行类比。
例如，假设要做一个温湿度监控设备，它要同时完成几件事：每隔一秒采集一次温湿度数据、每隔半秒刷新一次屏幕显示，并且还要在后台将数据上传到服务器。
如果是在裸机程序里，这些事情只能挤在一个while(1) 大循环里依次执行。当使用了RTOS后，我们可以把它们分别做成采集任务、显示任务和上传任务。这样一来，每一件事都有一个特定的任务去完成。
所以，任务就相当于给这个设备里的每一件事都安排了一个专属的”负责人“，这些“负责人各自独立工作、互不干扰“，由 RTOS 调度器统一管理。
而原来的祼机程序，则相当于这个设备只有一个”负责人“。
二、任务的现实表现：以 RT-Thread 为例
不过，对我们来说，任务仍然是一个很抽像的概念。那么，任务具体表现成什么样？
这里以RT-Thread 为例来说明，具体示例代码如下：
/* 采集任务入口 */
static void sensor_thread_entry(void *parameter)
{
while (1)
{
read_temp_humi();
rt_thread_mdelay(1000);
}
}
/* 显示任务入口 */
static void display_thread_entry(void *parameter)
{
while (1)
{
display_update();
rt_thread_mdelay(500);
}
}
/* 上传任务入口 */
static void uart_send_thread_entry(void *parameter)
{
while (1)
{
upload_data();
rt_thread_mdelay(500);
}
}
int main(void)
{
rt_thread_t tid;
tid = rt_thread_create("sensor", sensor_thread_entry,
RT_NULL, 1024, 10, 10);
rt_thread_startup(tid);
tid = rt_thread_create("display", display_thread_entry,
RT_NULL, 1024, 11, 10);
rt_thread_startup(tid);
tid = rt_thread_create("upload", uart_send_thread_entry,
RT_NULL, 1024, 11, 10);
rt_thread_startup(tid);
return 0;
}从上面的代码可以看到，一共定义了三个函数，分别负责采集、显示和上传。
之后，在main()里用rt_thread_create()创建任务，再用rt_thread_startup()启动该任务。同时，在创建任务的时候，还指定了任务的栈大小、优先级等信息。
在创建并启动完成之后，RTOS就会自动根据内部调度需求，合理安排各个任务的运行。
当相应的任务运行时，CPU便开始执行该任务的任务函数。例如，当sensor任务运行时，CPU开始执行sensor_thread_entry()函数中的代码。
三、任务到底需要什么
从前面的例子还可以看出，一个任务能跑起来，仅有任务函数是远远不够的，还需要栈空间等资源。
除此之外，RTOS内部会维护该任务运行时状态信息。在很多RTOS内部，都有相应的任务结构体，例如，在RT-Thread中使用**线程控制块（struct rt_thread）结构：
struct rt_thread
{
/* rt object */
char name[RT_NAME_MAX]; /**< the name of thread */
rt_uint8_t type; /**< type of object */
rt_uint8_t flags; /**< thread's flags */
rt_list_t list; /**< the object list */
rt_list_t tlist; /**< the thread list */
/* stack point and entry */
void *sp; /**< stack point */
void *entry; /**< entry */
void *parameter; /**< parameter */
void *stack_addr; /**< stack address */
rt_uint32_t stack_size; /**< stack size */
/* error code */
rt_err_t error; /**< error code */
rt_uint8_t stat; /**< thread status */
/* priority */
rt_uint8_t current_priority; /**< current priority */
rt_uint8_t init_priority; /**< initialized priority */
#if RT_THREAD_PRIORITY_MAX > 32
rt_uint8_t number;
rt_uint8_t high_mask;
#endif
rt_uint32_t number_mask;
#if defined(RT_USING_EVENT)
/* thread event */
rt_uint32_t event_set;
rt_uint8_t event_info;
#endif
rt_ubase_t init_tick; /**< thread's initialized tick */
rt_ubase_t remaining_tick; /**< remaining tick */
struct rt_timer thread_timer; /**< built-in thread timer */
void (*cleanup)(struct rt_thread *tid); /**< cleanup function when thread exit */
rt_uint32_t user_data; /**< private user data beyond this thread */
};
typedef struct rt_thread *rt_thread_t;而在我的《从0手写嵌入式操作系统》系列课程中，实现的RTOS采用的任务控制块结构如下：
typedef struct _os_task_t {
char name[OS_TASK_NAME_SIZE]; // 任务名称[
#if OS_TASK_INFO_ENABLE || OS_SCHED_CHECK_TASK_STACK
cpu_stack_t * start_stack; // 栈的起始地址
int stack_size; // 栈的大小
#endif
os_task_ctx_t ctx; // 任务的当前上下文
int delay_tick; // 延时计数器
uint16_t prio; // 优先级
uint16_t flags; // 一些标志位
#if OS_SCHED_RR_ENABLE
int slice; // 时间片
#endif
os_list_item_t info_item; // 所有任务的链接结点
os_list_item_t run_item; // 链接结构
task_wait_t event_wait; // 等待的事件
os_list_item_t event_item; // 等待的结点
}os_task_t;通过对比可以看到，不同RTOS的实现，会根据其设计需要，在任务控制块中包含不同的成员定义。
为了便于理解，这里可以用做饭进行类比理解：
任务函数就像是一份菜谱，它只告诉你每一步该做什么，本身并不能完成工作。
真正要把菜做出来，还需要案板切菜，还需要储物柜来存放公共调料。
栈相当于每个任务独有的那块案板，用来存放局部变量和函数调用现场，而全局变量就是共享的储物柜。
此外，很多时候，往往有多个任务在系统中同时运行，也就类似于同时有多个厨师在工作。
任务控制块好比每个厨师身上的工牌与工作记录：上面写着他是谁（任务 ID）、当前状态是“正在切菜”还是“等着锅烧热”、该优先做哪道菜（优先级）。
而
五、总结
综上所述，RTOS 中的任务并不是一个普通的C函数，而是由任务函数、栈和任务控制块共同组成的一条独立执行流。
它需要选通过RTOS的相关API接口进行创建与启动，该过程本质上是在向RTOS注册一条可以被调度的执行流。
之后，任务就被RTOS接管，RTOS会根据时机来决定任务何时运行。
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