在上一篇文章中，我们了解了什么是优先级反转，以及它带来了哪些问题。

那么，RTOS是怎么应对这个问题的呢？在RT-Thread等RTOS中，最常用的一种方法，就是优先级继承。

优先级继承的基本思路

先来回顾下什么是优先级反转。

优先级反转指的是：高优先级任务H因为等待低优先级任务L持有的锁，而被中优先级任务M间接阻塞的现象。这使得高优先级任务的等待时间变得不可控。

优先级继承的思路比较直观：既然L持有锁的时候会阻塞H，那就在L持有锁的这段时间里，把L的优先级临时提升到和H一样高。

这样一来，就会使得M无法抢占L，L可以尽快执行完临界区的代码并释放锁。等L释放锁之后，再把它的优先级恢复到原来的值；此时，H获得锁并开始运行。

下面给出了采用优先级继承之后，这几个任务的时序图：

这些任务之间相互配合的主要流程如下：

• L获取锁，H阻塞：H尝试获取被L持有的互斥锁，进入阻塞状态。
• 内核提升L的优先级：内核将L的优先级临时提升到H的优先级，此时M无法抢占L。
• L继续执行并释放锁：L以提升后的优先级运行，尽快执行完临界区，释放互斥锁。
• L恢复原优先级并唤醒H：L释放锁后，内核将L的优先级恢复原值，同时唤醒H，H获得锁并开始运行。
• M开始运行：当H释放CPU之后，M开始运行。

可以看到：M无法在L持有锁期间抢占L，H被阻塞的时间被限制在了L执行临界区的时间内，这段时间是可控且可预测的。

优先级继承的局限性

不过，优先级继承并不能完全消除优先级反转，只能在一定程度上缓解，将反转的时间限制在临界区的执行时间内。

具体来说，该机制仍有局限，比如：

• 临界区过长时效果有限：如果临界区本身很长，高优先级任务仍然需要等待较长时间。
• 链式阻塞：如果多个资源存在嵌套依赖，就可能形成复杂的阻塞链。比如，低优先级任务C依次占用资源X和Y，高优先级任务A等待X、中优先级任务B等待Y，优先级继承只能解决单层资源冲突，无法覆盖所有情况。
• 嵌套互斥锁的局限性：如果任务需要嵌套获取多个互斥锁，优先级继承的规则可能失效。比如，低优先级任务先获取锁A再获取锁B，两个高优先级任务分别等待A和B，此时持有者的优先级可能无法同时满足两个等待任务的需求。

总结

综上所述，优先级继承的核心是：让持有锁的低优先级任务，临时变成高优先级任务。

在优先级提升到和高优先级任务一样后，中优先级任务就无法抢占它，它就能尽快执行完临界区并释放锁。

通过这种方式，高优先级任务被阻塞的时间被限制在临界区的执行时间内，这段时间是确定且可控的。正是因为这种原因，优先级继承才能够缓解优先级反转。

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