本课时主要介绍RT-Thtread中的时间片调度工作机制，通过示例演示多个同优先级任务如何依靠时间片公平执行。

注：学习本课时时，可复习第3章中的相关内容。

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主要原理

基本概念

在多任务操作系统中，如果，该如何让它们公平地使用CPU呢？这就需要用到时间片轮转调度。

就像多人轮流演讲，每个人讲一段时间就交给下一个人，系统通过“时间片”轮流让任务上台执行。

相关信息

时间片轮转调度是操作系统中常用的任务调度策略，尤其适用于同优先级任务的公平调度。该策略的核心思想是让每个任务轮流执行固定的时间片段（时间片），超时后强制切换任务，防止单一任务长时间独占 CPU。

例如，对于下图中，任务0-2各自都有相同长度的时间片支持其运行。

系统节拍

在RT-Thread中，每个任务的时间片长度可以不同。该参数在rt_thread_create()或rt_thread_create()调用时指定，即指定任务的时间片为多少个系统节拍。

在RT-Thread中，系统默认每经过一定时间（如 1 毫秒）就会产生一次定时器中断。该定时中断用来驱动RTOS内核的调度器和时间相关的功能。

该定时器的中断时间间隔由以下配置宏来决定：

#define RT_TICK_PER_SECOND  1000

示例代码：两个任务轮流打印

下面的代码展示了两个相同优先级任务轮流打印的示例代码。

#include <rtthread.h>
#include "base.h"

void task1_entry(void *param) {
    RT_UNUSED(param);

    while (1) {
        rt_kprintf("Task 1 is running\n");
        // 忙等待模拟工作
        for (int i = 0; i < 100000; i++);
    }
}

void task2_entry(void *param) {
    RT_UNUSED(param);

    while (1) {
        rt_kprintf("Task 2 is running\n");
        for (int i = 0; i < 100000; i++);
    }
}

int main(void) {
    hardware_init();

    rt_thread_t t1 = rt_thread_create(
        "t1",
        task1_entry,
        RT_NULL,
        1024,
        10,     // 相同优先级
        20       // 时间片为5个tick
    );

    rt_thread_t t2 = rt_thread_create(
        "t2",
        task2_entry,
        RT_NULL,
        1024,
        10,     // 相同优先级
        40
    );

    if (t1) rt_thread_startup(t1);
    if (t2) rt_thread_startup(t2);

    return 0;
}

上述代码的运行效果如下图所示。仔细分析可以发现，任务1的代码打印数量比任务2的要少，大约是1/2（不一定准确）。

之所以如此，是因为RT-Thread按时间片来控制两个任务交替占用CPU运行其代码，从而让两个任务都有运行的机会。

此外，由于t1的时间片为20个tick，t2为40个tick；因此，t2每次最大运行的时间为t1的倍。如下图所示。

总结

• 时间片调度用于相同优先级的任务之间，实现公平轮流执行
• 每个任务被分配一个固定时间片
• 时间片用完后，调度器切换到下一个就绪任务
• 如果任务进入阻塞状态，会提前让出 CPU

注意事项

时间片仅起到约束线程，任务每次运行的时间可以小于该时间片。