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# FreeRTOS进阶—信号量
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> [!TIP] 🚀 FreeRTOS 信号量 | 控制任务的执行顺序与共享资源访问
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> - 💡 **碎碎念**😎：本节将讲解 FreeRTOS 中的信号量机制，帮助你在多任务环境中有效管理资源的访问顺序，避免竞争条件。
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> - 📺 **视频教程**：🚧 *开发中*
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> - 💾 **示例代码**：[ESP32-Guide/code/05.freertos_advanced/semphr](https://github.com/DuRuofu/ESP32-Guide/tree/main/code/05.freertos_advanced/semphr)
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FreeRTOS 提供了信号量和互斥锁，用于任务间的同步和资源共享管理。信号量更偏向于任务同步，而互斥锁用于保护共享资源。
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## 1. 二进制信号量
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二进制信号量是最基本的信号量，仅有两个状态：可用和不可用（或 1 和 0）。
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通常用于任务之间或中断与任务之间的同步，当一个事件发生时，由中断或任务释放信号量，等待信号量的任务就会被唤醒。
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二进制信号量适用于简单的事件通知场景，比如通知某个任务处理外部输入或完成某项任务。
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### 1.1 API说明：
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### 1.2 示例代码：
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```c
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// 二进制信号量
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#include <stdio.h>
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#include "esp_log.h"
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#include "freertos/FreeRTOS.h"
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#include "freertos/task.h"
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#include "freertos/semphr.h"
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static const char *TAG = "main";
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// 二进制信号量
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SemaphoreHandle_t semaphoreHandle;
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// 公共变量
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int shareVariable = 0;
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void task1(void *pvParameters)
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{
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for (;;)
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{
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// 获取信号量,信号量变为0
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xSemaphoreTake(semaphoreHandle, portMAX_DELAY);
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for (int i = 0; i < 10; i++)
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{
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shareVariable++;
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ESP_LOGI(TAG, "task1 shareVariable:%d", shareVariable);
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
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}
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// 释放信号量,信号量变为1
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xSemaphoreGive(semaphoreHandle);
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
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||
}
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||
}
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void task2(void *pvParameters)
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{
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for (;;)
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||
{
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||
// 获取信号量
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||
xSemaphoreTake(semaphoreHandle, portMAX_DELAY);
|
||
for (int i = 0; i < 10; i++)
|
||
{
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||
shareVariable++;
|
||
ESP_LOGI(TAG, "task2 shareVariable:%d", shareVariable);
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||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
|
||
}
|
||
// 释放信号量,信号量变为1
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||
xSemaphoreGive(semaphoreHandle);
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||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
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||
}
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||
}
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void app_main(void)
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{
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semaphoreHandle = xSemaphoreCreateBinary();
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xSemaphoreGive(semaphoreHandle);
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// 创建任务
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xTaskCreate(task1, "task1", 1024 * 2, NULL, 10, NULL);
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xTaskCreate(task2, "task2", 1024 * 2, NULL, 10, NULL);
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}
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```
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## 2. 计数信号量
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### 2.1 示例代码：
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```c
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// 计数型信号量(占座)
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#include <stdio.h>
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#include "esp_log.h"
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#include "freertos/FreeRTOS.h"
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#include "freertos/task.h"
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||
#include "freertos/semphr.h"
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static const char *TAG = "main";
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// 信号量
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SemaphoreHandle_t semaphoreHandle;
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// 占座任务
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void task1(void *pvParameters)
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{
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// 定义空位
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int seat = 0;
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for (;;)
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{
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// 获取信号量
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seat = uxSemaphoreGetCount(semaphoreHandle);
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// 输出空位
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ESP_LOGI(TAG, "当前空位:%d", seat);
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// 获取信号量(占座)
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if (xSemaphoreTake(semaphoreHandle, portMAX_DELAY) == pdPASS)
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{
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ESP_LOGI(TAG, "占座成功");
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}
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else
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{
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ESP_LOGI(TAG, "占座失败");
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}
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
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}
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}
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// 离开座位任务
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void task2(void *pvParameters)
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{
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for (;;)
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||
{
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(6000));
|
||
// 释放信号量
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xSemaphoreGive(semaphoreHandle);
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ESP_LOGI(TAG, "释放座位");
|
||
}
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||
}
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void app_main(void)
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{
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semaphoreHandle = xSemaphoreCreateCounting(5, 5);
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// 创建占座任务
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xTaskCreate(task1, "task1", 1024 * 2, NULL, 10, NULL);
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||
// 创建离开座位任务
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xTaskCreate(task2, "task2", 1024 * 2, NULL, 10, NULL);
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||
}
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```
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