在初学RTOS的时候，我们会发现很多资料里，都会写关于“任务状态”的内容，并且会给出一张状态切换图。

例如，在RT-Thread的官方文档中，给出了这样一张图。

在这篇文章中，我就来聊一聊为什么会有这样的状态图，以及这些状态倒底是什么？

为什么需要状态

任务为什么需要各种状态呢？

我们知道：任务并不总是需要持续不断地“努力”工作，而是会不断地调用RTOS提供的API接口，实现延时、等待事件等功能。

比如，当调用延时函数时，任务需要等待一段时间才能继续运行； 当调用获取信号量的接口，如果信号量暂时不可用，任务就必须一直等待直至被其他任务唤醒。

在这些情况下，任务暂时无法继续运行，但是原因又各不相同。为了把这些情况区分开来以方便管理，RTOS就需要给每个任务做一个标记，记录它当前处于什么样的状态。

有了这个状态标记，RTOS才能判断：哪些任务现在可以运行、哪些任务在等什么、又该在什么时候把它们唤醒。

任务的状态划分

不同RTOS对状态的划分和命名略有差别，但最核心的几个状态是相通的。

下面给出了一个简要的图示：

以上几个状态分别说明如下：

• 就绪态：处于就绪态的任务已经万事俱备，等待调度器分配CPU给它运行。
• 运行态：任务正在占用CPU执行任务函数。在单核CPU上，任何时刻有且只有一个任务处于运行态。
• 阻塞态：任务因为要等待某个事件而暂时无法继续，比如调用了延时、等信号量等。
• 挂起态：任务被显式地暂停，即使它本来可以运行，调度器也不会理会它，直到其他任务将它恢复。

在理解了几个状态后，我们可以看下状态之间的变迁：

• 创建 → 就绪：当调用创建任务的接口时，RTOS会分配任务控制块和栈、初始化好任务的入口和运行环境，然后把任务放进就绪队列。
• 就绪 → 运行：当轮到任务运行时，RTOS从就绪队列里选出该任务，把CPU的执行权交给它，任务这才真正开始执行，进入运行态。
• 运行 → 就绪：如果当前任务的时间片用完，RTOS将CPU执行权让给同优先级的其他任务；此外，任务也可能被更高优先级任务抢占，回到就绪态。
• 运行 → 阻塞：当任务调用延时函数，或者获取一个暂时不可用的信号量、消息队列时，任务从就绪队列移出，挂到对应的延时队列或等待队列上，进入阻塞状态。
• 阻塞 → 就绪：当延时时间到，或者别的任务释放了信号量、写入了消息，等待中的任务会被唤醒，重新回到就绪队列，进入就绪态。
• 运行/就绪 → 挂起：当想主动让某个任务暂停一段时间时，可以调用挂起接口，强制任务不参与调度。
• 挂起 → 就绪：当调用恢复接口时，被挂起的任务重新回到就绪态，等待调度器安排。
• 运行 → 结束：当任务函数返回，或者被删除时，任务占用的资源被回收，结束其存在。

总结

综上所述，任务状态并不是什么抽象的概念，而是用于标记任务当前处境的一种机制。

在整个任务的生命周期中，任务状态在就绪、运行、阻塞、挂起这几个状态之间来回切换。调用不同的接口，任务就进入不同的状态；调度器将根据这些状态，决定CPU在每一个时刻究竟交给谁。

理解这些状态的含义以及状态变迁，有助于我们理解任务为什么暂停运行、为什么会被抢占，从而更好地应用RTOS。

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