DAG任务同步中无锁机制实现方法研究

随着多核嵌入式实时系统的发展,DAG任务同步问题得到了广泛的关注.目前的任务同步方法大都采用锁机制,但锁机制存在许多问题,如自旋锁存在任务忙等状态,浪费CPU资源；使用互斥锁的任务若获取不到共享资源会被阻塞,产生上下文切换开销；顺序锁允许写任务有更高的优先级,但写任务不能频繁更新数据,否则读任务会产生饿死现象.上述锁机制如果应用于多核平台下的DAG任务同步,不仅会影响系统整体执行效率,导致后继任务无法执行,严重时会引发死锁现象导致系统崩溃.因此,提出了在DAG任务同步过程中使用DCAS无锁机制,有效避免了锁机制存在的问题.在LITMUSRT多核平台下,以多任务同时申请、填充和释放Vxworks网络缓冲区为例,对缓冲池中的三元组m Blk,clBlk,cluster分别使用DCAS无锁机制.实验结果表明,相比传统锁机制,DCAS无锁机制在DAG任务同步方面有较好的效果,响应时间减少了10.4%,系统的整体执行效率提高了4.2%.