在多任務(wù)系統(tǒng)中，任務(wù)之間的同步與通信是實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作的關(guān)鍵，F(xiàn)reeRTOS提供了豐富的同步與通信機(jī)制，包括信號(hào)量、互斥鎖、消息隊(duì)列、事件組等，這些機(jī)制如同任務(wù)之間的“語(yǔ)言”，確保信息傳遞的有序性和資源訪問(wèn)的安全性。 

信號(hào)量（Semaphore）是最基礎(chǔ)的同步工具，用于控制對(duì)共享資源的訪問(wèn)或傳遞事件信號(hào)。FreeRTOS的信號(hào)量通過(guò) xSemaphoreCreateBinary() （二進(jìn)制信號(hào)量）或 xSemaphoreCreateCounting() （計(jì)數(shù)信號(hào)量）創(chuàng)建。二進(jìn)制信號(hào)量常用于互斥訪問(wèn)（初始值為1）或事件通知（初始值為0）：當(dāng)任務(wù)需要訪問(wèn)共享資源時(shí)，通過(guò) xSemaphoreTake() 獲取信號(hào)量，若信號(hào)量有效則繼續(xù)執(zhí)行，否則進(jìn)入阻塞態(tài)；當(dāng)任務(wù)釋放資源時(shí)，通過(guò) xSemaphoreGive() 釋放信號(hào)量，喚醒等待的任務(wù)。計(jì)數(shù)信號(hào)量則用于管理多個(gè)相同資源（如多個(gè)緩沖區(qū)），初始值為資源數(shù)量，每獲取一個(gè)資源計(jì)數(shù)減1，釋放則加1。 

互斥鎖（Mutex）是專為解決優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題設(shè)計(jì)的同步機(jī)制，與二進(jìn)制信號(hào)量的區(qū)別在于支持優(yōu)先級(jí)繼承。當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級(jí)任務(wù)持有互斥鎖時(shí)，若高優(yōu)先級(jí)任務(wù)申請(qǐng)?jiān)撴i，互斥鎖會(huì)將低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)臨時(shí)提升至高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的級(jí)別（優(yōu)先級(jí)繼承），避免中等優(yōu)先級(jí)任務(wù)打斷低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，確保高優(yōu)先級(jí)任務(wù)能盡快獲得資源。例如，在傳感器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，低優(yōu)先級(jí)的“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”任務(wù)持有SD卡訪問(wèn)鎖時(shí)，若高優(yōu)先級(jí)的“數(shù)據(jù)采集”任務(wù)需要訪問(wèn)SD卡，互斥鎖會(huì)臨時(shí)提升“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，使其快速完成操作并釋放鎖。 

消息隊(duì)列（Queue）用于任務(wù)之間的數(shù)據(jù)傳遞，支持異步通信。消息隊(duì)列通過(guò) xQueueCreate() 創(chuàng)建，指定隊(duì)列長(zhǎng)度和每個(gè)消息的大小，任務(wù)通過(guò) xQueueSend() 發(fā)送消息，通過(guò) xQueueReceive() 接收消息。消息隊(duì)列采用先進(jìn)先出（FIFO）方式存儲(chǔ)消息，也可配置為優(yōu)先級(jí)排序（高優(yōu)先級(jí)消息插入隊(duì)首）。例如，在智能家居系統(tǒng)中，“傳感器采集”任務(wù)將溫度、濕度數(shù)據(jù)通過(guò)消息隊(duì)列發(fā)送給“數(shù)據(jù)分析”任務(wù)，兩者無(wú)需同步運(yùn)行，即使“數(shù)據(jù)分析”任務(wù)暫時(shí)繁忙，數(shù)據(jù)也能在隊(duì)列中緩存，避免丟失。 

事件組（Event Group）用于處理多任務(wù)間的復(fù)雜同步場(chǎng)景，允許任務(wù)等待多個(gè)事件中的一個(gè)或全部發(fā)生。事件組通過(guò) xEventGroupCreate() 創(chuàng)建，每個(gè)事件用一個(gè)比特位表示，任務(wù)通過(guò) xEventGroupWaitBits() 等待特定事件組合（如“事件A或事件B”“事件C和事件D”），其他任務(wù)通過(guò) xEventGroupSetBits() 設(shè)置事件位。例如，在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，“報(bào)警處理”任務(wù)等待“煙霧檢測(cè)到”（bit0）或“溫度過(guò)高”（bit1）事件，任一事件發(fā)生都能觸發(fā)報(bào)警，提高響應(yīng)速度。