Mivel már egyszerűbb robotikai feladatoknál is megjelenik az igény a párhuzamosságra, ezt nem kerülhették el a nyelv tervezői sem. A nyelvet ellátták taszkokkal.
Egy RobotC program mindig taszkokból áll, legegyszerűbb esetben csak egyből. A C-ben megszokott main függvény itt egy önálló taszk, mely a programunk indításakor automatikusan elindul.
A nyelv a statikus párhuzamosságot támogatja. Ez abból áll, hogy csak a forráskód szintjén hozhatunk létre folyamatokat, a folyamatok száma fordítási időben meghatározható.
Taskok definiálása
A taszkok definiálásának helyes módja a task kulcsszó segítségével:
task main()
{
...
return;
}
Amint a fenti kódban látható, taszkot egy üres return; utasítással tudunk taszkon belül befejezni.
Taszkok indítása, leállítása, felfüggesztése
A RobotC nyelv taszkjaihoz teljes hozzáférésünk van, nincsenek korlátozások. Bármelyik taszk leállíthatja, vagy szüneteltetheti a többi taszkot akár explicit paranccsal is.
A taszkokon végzett műveletek:
- StartTask(taskname) - elindítja az adott nevű taszkot
- StopTask(taskname) - leállítja az adott nevű taszkot
- StopAllTasks() - leállítja az összes taszkot (persze a main()-t kivéve)
- hogCPU() - felfüggeszti az összes taszkot a hívó taszk kivételével, így övé az egész processzor
- releaseCPU() - "elengedi a processzort", azaz folytatódik az összes taszk, ami függesztve volt
task moveRobot()
{
while(true)
{
... // do some moving around
StartTask(scanWithHead);
wait1MSec(5000);
StopTask(scanWithHead);
StartTask(calculateSomeThingBig);
}
return;
}
task scanWithHead()
{
while(true)
{
... // scan with the head
... // write the data to some global variable
}
return;
}
task calculateSomethingBig()
{
// instead of waiting
// pause all the other tasks
// to have full resources
hogCPU();
...
releaseCPU();
return;
}
task main()
{
StartTask(moveRobot);
while(true)
{
... // display something on the
// robots lcd screen for example
}
}
Prioritások
A RobotC lehetőséget ad a taszkok prioritásának állítására is.
Egy taszk megmondhatja magáról, mekkora prioritása legyen. Erre lehetőséget a
nSchedulePriority = 2;
módon tehetjük meg. Ez a változó alapértelmezett változója minden taszknak.
A default prioritás minden taszknak 7, amit 0-tól 255-ig változtathatunk.
A prioritások száma nem arányos a kapott ütemezési időszelettel.
Egy prioritásos sor alapján mindig a legnagyobb prioritású taszk kapja meg az ütemezést, ha pedig ezekből több van, a round robin ütemezést használja a futtató rendszer.
Gyakorlati használat, fontos tudnivalók
Egy RobotC program minden változója a globális térben van. Az azonos prioritáson lévő taszkok teljesen aszinkron módon futnak, szinkronizálási lehetőségünk csak a hogCPU() és releaseCPU() parancsokon keresztül van.
Tegyük fel, hogy két taszk ugyanazt a függvény szeretné használni.
Mivel a háttérben minden változó globális, az aszinkron függvényhívások elrontják egymás eredményét.
Az alábbi, nagyon egyszerű példa elromlik egy kedvezőtlen ütemezés esetén.
int add(int a, int b)
{
int ret = a;
return ret+b;
}
task main()
{
StartTask(other);
motor[motorA] = add(SensorValue(lightSensor), 10);
}
task other()
{
motor[motorA] = add(SensorValue(sonarSensor), 20);
}
A fenti kód lefuttatásakor nem egyértelmű, hogy melyik szenzor értékét fogjuk figyelembe venni az A motor sebességének meghatározásakor. A szándékosan egyszerűre, de többsorosra írt add() függvény kódját nézve képzeljük el, ahogyan a main() taszk belép a függvénybe, meghatározza a ret értékét, majd elveszi tőle a vezérlést a futtató környezet, és azt odaadja az other() taszknak. Az other() taszk beállítja a ret értékét, és tegyük fel, hogy tőle is elveszi a környezet a vezérlést.
Újra a main() taszk fut, de a ret változóban már az ultrahang szenzor értéke van, nem a fényszenzoré! Hibás értékkel fog visszatérni a függvény.
Általános tanácsként a nyelv tervezői, illetve gyakorlottabb felhasználói ilyen esetekben a függvények inline-osítását javasolják.
A jelenség a futtató környezet heap-nélküliségéből, és butított stack-jéből ered. A nyelv hivatalos fórumán időről-időre felvetődik a probléma, de a tervezők eddig még nem álltak elő semmilyen orvoslattal.
Ökölszabály: ha többszöri átnézés után is nemdeterminisztikusan viselkedik a programunk, gyanakodjunk a párhuzamosságra, és védjük le a kritikusnak számító részeket a hog-release módszerrel.
Óvatosan bánjunk a világ megállításával (hog-release), mert ha túl gyakran alkalmazzunk, szekvencializálódhat tőle az egyébként párhuzamosnak szánt program.