操作系统按照内核的抢占方式可分为抢占式内核和非抢占式内核。通常，实时操作系统（RTOS）会采用抢占式内核。

下文将详细解释抢占式内核和非抢占式内核的区别。

非抢占式内核

非抢占式内核对于每个任务（线程）都要求其做一些事情以明确地放弃对CPU的控制，以实现多任务并发。这种调度方式也被称为协作多任务，即任务之间相互协作以共享CPU，而异步事件则由中断服务程序（ISR）处理。ISR可以使优先级更高的任务准备好运行，但是ISR总是会返回到被中断的任务。

只有当前任务放弃CPU时，新的更高优先级任务才会获得对CPU的控制。

非抢占式内核的优点之一是，它的中断延迟更低，任务级别上的非抢占式内核也可以使用不可重入函数。每个任务都可以使用不可重入函数，而不必担心被另一个任务破坏。这是因为每个任务都可以在放弃CPU之前运行到完成。但是，不应允许不可重入函数放弃对CPU的控制。

使用非抢占式内核的任务级事件响应可能比前台/后台系统低得多，因为任务级事件响应现在由最长任务运行时间给出。

非抢占式内核的另一个优点是，相对较少地需要使用信号量来保护共享数据。每个任务都拥有CPU，因此你不必担心任务会被抢占。当然，在某些情况下，仍应使用信号量。例如，共享I/O设备可能需要使用互斥信号量，以防止多个任务同时访问打印机。

(1) 任务正在执行但被中断。

(2) 如果中断被使能，CPU 向量（跳转）到 ISR。

(3) ISR 处理事件并使更高优先级的任务准备好运行。

(4) ISR完成后，执行返回指令，CPU返回被中断的任务。

(5) 任务代码在中断指令之后的指令处恢复。

(6) 当任务代码完成时，它调用内核提供的服务，将 CPU 交给另一个任务。

(7) 内核看到更高优先级的任务已经准备好运行，因此，内核执行上下文切换，以便它可以运行（即执行）更高优先级的任务来处理由 ISR 发出信号的事件。

非抢占式内核最重要的缺点是响应性：已准备好运行的较高优先级任务可能需要等待很长时间才能运行，因为当前任务应该及时放弃CPU使用权。

与前台/后台系统中的后台执行一样，非抢占式内核中的任务级响应时间是不确定的；你永远不知道最高优先级的任务何时才能获得 CPU 的控制权。这个操作由你的应用程序来决定怎么时候放弃对 CPU 的控制。

总而言之，非抢占式内核允许每个任务运行，直到它自愿放弃对 CPU 的控制。中断抢占任务，ISR 完成后，ISR 返回到被中断的任务。任务级响应比前台/后台系统要好得多，但仍然是不确定的，因此，很少有商业内核是非抢占式的。

抢占式内核

μC/OS、RTT等大多数实时内核都是抢占式的，准备运行的最高优先级任务始终被赋予 CPU 控制权。

当一个任务使更高优先级的任务准备好运行时，当前任务被抢占（挂起）并且更高优先级的任务立即获得 CPU 的控制权。

如果 ISR 使更高优先级的任务准备就绪，当 ISR 完成时，被中断的任务被挂起并恢复新的更高优先级任务。

(1) 任务正在执行但被中断。

(2) 如果中断被使能，CPU 向量（跳转）到 ISR。

(3) ISR 处理事件并使更高优先级的任务准备好运行。ISR 完成后，调用内核提供的服务（即调用内核提供的函数）。

(4) & (5) 该函数知道一个更重要的任务已经准备好运行，因此内核将执行上下文切换并执行更重要的代码而不是返回到被中断的任务任务。当更重要的任务完成时，内核提供的另一个函数被调用，让任务进入休眠状态，等待事件（即 ISR）发生。

(6) & (7) 然后内核“看到”需要执行一个较低优先级的任务，并完成另一个上下文切换以恢复被中断任务的执行。

使用抢占式内核，最高优先级任务的执行是确定性的；你可以确定它何时可以控制 CPU。因此，通过使用抢占式内核可以最大限度地减少任务级响应时间。

使用抢占式内核的应用程序代码不应使用不可重入函数，除非通过使用互斥信号量确保对这些函数的独占访问，因为低优先级和高优先级任务都可以使用公共函数。如果较高优先级的任务抢占正在使用该功能的较低优先级的任务，则可能会发生数据损坏。

总而言之，抢占式内核始终执行准备运行的最高优先级任务。中断抢占任务，完成 ISR 后，内核将继续执行准备运行的最高优先级任务（而不是被中断的任务）。任务级别的响应是最佳的和确定性的，当系统响应性很重要时，建议使用抢占式内核。

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