Linux的线程优先级反转示例

在Linux系统中，线程优先级反转是一个典型的现象，它发生在当一个高优先级的线程（通常由实时任务创建）尝试进入睡眠状态，而此时有一个低优先级的线程正在运行，并释放了CPU资源。在这种情况下，由于调度策略，低优先级线程可能会持续占用CPU，使得高优先级线程无法立即获得执行机会。

一个简单的示例如下：

#include <pthread.h>
#include <sched.h>

#define REALTIME_PRIORITY sched_get_priority_max(SCHED_FIFO)
#define USER_PRIORITY sched_get_priority_min(SCHED_NORMAL)

void *high_prio_task(void *arg) {
    pthread_attr_t attr;
    pthread_attr_init(&attr);
    
    // 设置为实时优先级
    pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);
    pthread_attr_setschedparam(&attr, &REALTIME_PRIORITY);

    // 开始任务
    while (1) {
        sched_yield();  // 尝试让出CPU，等待调度
        printf("High-priority task running.\n");
    }
}

void *low_prio_task(void *arg) {
    for (;;) {
        printf("Low-priority task running.\n");        
        // 短暂睡眠模拟阻塞操作
        sleep(1);
    }
}

int main() {
    pthread_t high_thread, low_thread;

    // 创建并启动两个线程
    pthread_create(&high_thread, NULL, high_prio_task, NULL);
    pthread_create(&low_thread, NULL, low_prio_task, NULL);

    // 等待线程结束
    pthread_join(high_thread, NULL);
    pthread_join(low_thread, NULL);

    return 0;
}

在这个例子中，`high_prio_task`设置了实时优先级，试图通过`sched_yield()`主动让出控制权；而`low_prio_task`则是普通用户级任务。当`high_prio_task`试图休息时，`low_prio_task`会持续运行，造成线程优先级反转。