外观
多个任务等同一个信号量谁先被唤醒
假设在RT-Thread中，有A、B、C三个任务，它们在不同的时间先后去等待同一个信号量。这个时候，另外一个任务D连续三次释放了这个信号量。
那么，请问，A、B、C这三个任务，谁会先被唤醒？谁会后被唤醒？它们的唤醒次序是按照什么策略来决定的呢？
要回答这个问题，我们就需要了解：信号量内部的等待队列是怎么组织任务的、唤醒机制和策略是什么？
信号量的等待队列
为了让任务能够在信号量上等待，每个信号量内部都会维护一个等待队列。
当任务调用等待函数发现信号量不可用的时候，内核就会把这个任务从就绪队列移到信号量的等待队列里，然后让任务进入阻塞状态。
因此，当A、B、C任务都在等待同一个信号量时，这些任务都在该等待队列里排队。当D释放信号量的时候，内核就从等待队列里选一个任务出来唤醒。
那到底选哪个呢？这取决于等待队列的组织方式，主要有两种策略：FIFO策略和优先级策略。
下面将分别介绍这两种策略。
FIFO策略：先等的先醒
第一种策略是FIFO，也就是先进先出。
在这种策略下，等待队列就是一个普通的链表，任务按照进入等待队列的先后顺序排列。释放信号量的时候，内核就从队列头部取出第一个任务，也就是等得最久的那个任务，将该任务唤醒。
正如上图所示，任务A最先进入等待队列，然后是任务B，最后是任务C。当任务D连续三次释放信号量的时候，第一次唤醒的是任务A，第二次唤醒的是任务B，第三次唤醒的是任务C。
因此，在FIFO策略下，唤醒顺序是：A→B→C，该顺序仅与谁先进入等待队列有关。
这种策略的好处是：公平，先来后到，坏处是：低优先级任务可能相对高优先级任务先唤醒，这可能影响系统实时性。
优先级策略：优先级高的先醒
第二种策略是优先级策略。
在这种策略下，等待队列中的任务是按照优先级排序的，优先级高的任务排在队列前面。释放信号量的时候，内核就取出队列头部任务（优先级最高）来唤醒。
正如上图所示，虽然任务A最先进入等待队列，但是任务B的优先级最高（优先级数值5），任务C次之（优先级数值8），任务A最低（优先级数值10）。所以等待队列会按照优先级重新排序，任务B排在最前面，然后是任务C，最后是任务A。
当任务D连续三次释放信号量的时候，唤醒顺序是：B→C→A，该顺序仅与任务的优先级有关。
这种策略的好处是：保证高优先级任务能优先获得资源，符合实时系统的设计目标，坏处是：可能出现总是唤醒高优先级任务、低优先级任务可能一直等不到，出现"饥饿"现象。
不同RTOS的实现
很多RTOS同时支持这两种策略，在RT-Thread中，创建信号量的时候，可以通过flag参数指定等待队列的组织方式：
rt_sem_t rt_sem_create(const char *name, rt_uint32_t value, rt_uint8_t flag);其中flag参数可以取以下两个值：
- RT_IPC_FLAG_FIFO：采用FIFO策略，按照任务进入等待队列的先后顺序唤醒。
- RT_IPC_FLAG_PRIO：采用优先级策略，按照任务优先级高低唤醒。
在将任务插入等待列表中时，RTOS会调用_ipc_list_suspend()函数，其实现代码大致如下：
rt_inline rt_err_t _ipc_list_suspend(rt_list_t *list,
struct rt_thread *thread,
rt_uint8_t flag)
{
rt_thread_suspend(thread);
switch (flag)
{
case RT_IPC_FLAG_FIFO:
rt_list_insert_before(list, &(thread->tlist));
break; /* RT_IPC_FLAG_FIFO */
case RT_IPC_FLAG_PRIO:
{
struct rt_list_node *n;
struct rt_thread *sthread;
for (n = list->next; n != list; n = n->next)
{
sthread = rt_list_entry(n, struct rt_thread, tlist);
if (thread->current_priority < sthread->current_priority)
{
rt_list_insert_before(&(sthread->tlist), &(thread->tlist));
break;
}
}
if (n == list)
rt_list_insert_before(list, &(thread->tlist));
}
break;/* RT_IPC_FLAG_PRIO */
}
return RT_EOK;
}从这段代码可以看到，RT-Thread会根据创建信号量时指定的flag来组织等待队列。
- 如果是RT_IPC_FLAG_FIFO，插入队列尾部。
- 如果是RT_IPC_FLAG_PRIO，按优先级插入排序；
总结
综上所述，多个任务同时等待同一个信号量时，谁先被唤醒取决于等待队列的管理策略。
FIFO策略讲究先等待先唤醒，优点是公平，不会出现饥饿；优先级策略保证高优先级任务优先唤醒，优点是符合实时系统的设计目标，但可能出现低优先级任务饥饿的问题。在实际开发中，应根据项目的需求选择合适的策略。
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