非抢占式调度和时间片轮转调度的区别是什么？

非抢占式调度（也叫协作式调度）和时间片轮转调度是 RTOS 中两种不同的任务调度逻辑，核心区别在于 CPU 控制权的切换方式、适用场景和实时性表现，具体对比分析如下：

一、核心定义与切换机制

1. 非抢占式调度（协作式调度）

• 核心规则：任务主动释放 CPU 控制权，内核才会切换到下一个就绪任务。
  任务一旦获得 CPU，会一直运行到主动放弃执行权（比如调用 taskYIELD()、vTaskDelay()，或等待信号量/队列），内核不会强行打断它。
  任务的执行顺序由就绪队列的优先级排序决定，但高优先级任务无法抢占正在运行的低优先级任务——必须等低优先级任务主动释放 CPU，高优先级任务才能执行。
• 切换触发条件：
  1. 当前任务主动调用 taskYIELD() 放弃 CPU；
  2. 当前任务进入阻塞态（如延时、等待事件）；
  3. 当前任务运行结束。

2. 时间片轮转调度

• 核心规则：内核强制剥夺 CPU 控制权，同优先级任务按固定时间片轮流执行。
  该调度仅对同优先级的就绪任务生效，内核会为每个任务分配一个固定时长的时间片（比如 10ms）。任务运行满一个时间片后，内核会主动触发上下文切换，将 CPU 切换给下一个同优先级的就绪任务；如果任务在时间片内主动释放 CPU（如延时、等待事件），则立即切换，剩余时间片作废。
• 切换触发条件：
  1. 当前任务运行时间达到时间片长度；
  2. 当前任务主动进入阻塞态或放弃 CPU；
  3. 有更高优先级的任务就绪（触发抢占式调度，时间片轮转被打断）。

二、核心区别对比表

对比维度	非抢占式调度（协作式）	时间片轮转调度
CPU 控制权切换	任务主动释放，内核不强制剥夺	内核强制剥夺 + 任务主动释放
优先级作用	高优先级任务需等待低优先级任务释放 CPU	仅对同优先级任务生效；高优先级任务可直接抢占
依赖的调度基础	独立调度方式，无依赖	依赖抢占式调度，必须开启抢占才能生效
实时性	差：低优先级任务可能“饿死”高优先级任务	中等：同优先级任务公平执行，高优先级可抢占
系统开销	极低：几乎无上下文切换的额外开销	中等：时间片到点强制切换，有上下文切换开销
编程要求	高：开发者必须确保任务主动释放 CPU	中：无需手动控制，内核自动分配时间片

三、典型应用场景与示例

1. 非抢占式调度的适用场景

适合任务逻辑简单、实时性要求极低的系统，比如小家电控制（风扇档位调节、台灯亮度控制）、单一功能传感器采集。
反面案例：如果用在工业控制场景，低优先级任务如果写了死循环（不主动释放 CPU），高优先级的紧急任务（如故障报警）会完全无法执行，导致系统瘫痪。

代码示例（非抢占式）：

void LowPriorityTask(void *param) {
    while(1) {
        // 死循环，不主动释放 CPU
        for(int i=0; i<1000000; i++);
        // 若没有这行，高优先级任务永远无法执行
        taskYIELD(); // 主动放弃 CPU，切换到高优先级任务
    }
}

void HighPriorityTask(void *param) {
    while(1) {
        printf("高优先级任务执行\n");
        vTaskDelay(1000);
    }
}

运行结果：如果 LowPriorityTask 不调用 taskYIELD()，HighPriorityTask 永远无法执行。

2. 时间片轮转调度的适用场景

适合多个同优先级任务需要公平并发执行的软实时场景，比如智能手表的“心率采集+通知推送+蓝牙数据传输”（三个任务优先级相同）。
关键特性：如果有更高优先级的任务就绪，会立即打断时间片轮转，优先执行高优先级任务；高优先级任务执行完毕后，再回到同优先级任务的时间片轮转。

代码示例（时间片轮转）：

// 两个同优先级任务（优先级 1）
void TaskA(void *param) {
    while(1) {
        printf("任务 A 执行中\n");
        // 运行满时间片后，内核强制切换到 TaskB
    }
}

void TaskB(void *param) {
    while(1) {
        printf("任务 B 执行中\n");
        // 运行满时间片后，内核强制切换到 TaskA
    }
}

// 高优先级任务（优先级 2）
void HighTask(void *param) {
    while(1) {
        printf("高优先级任务抢占执行\n");
        vTaskDelay(2000);
    }
}

运行结果：

1. 正常情况下，TaskA 和 TaskB 按时间片轮流执行；
2. 当 HighTask 延时结束进入就绪态，会立即抢占 CPU，执行完毕后延时释放 CPU；
3. 系统回到 TaskA 和 TaskB 的时间片轮转。