【操作系统】 银行家算法-banker's algorithm

【银行家算法】

    银行家算法是迪杰斯特拉先生的又一创作，主要用于解决操作系统上的死锁问题。问题大概是，选择当前进程操作，能否保证之后，不会出现死锁问题。核心思想是，先检查当前进程的资源数是否能得到满足，可以的话，创建一个执行了当前进程的新状态，并用while循环去逐一寻找可被执行的进程，若最后所有进程都能被执行，则返回安全状态信息，并执行当前进程，反之则返回不安全信息，并阻塞该进程。

代码实现：

/*   Authour: david_jett   Time:2015/12/8 23:06   Content:banker's algorithm*/#include <iostream>#include <cstring>#define m 3  //资源种类 #define n 4 //进程数 struct state{    int resource[m];    int available[m];    int claim[n][m];    int alloc[n][m];}P;using namespace std;int request[m];//judge the current state according to banker's algorithmbool is_Safe(state tmp,int x){    bool status[n];    int cnt=1,pos;    memset(status,0,sizeof(status));    status[x]=1;    bool flag=0;    while(1)    {       bool flag=0;       for(int i=0;i<n;i++)       {          if(!status[i])          {          flag=1;            for(int j=0;j<m;j++)            {                if(tmp.claim[i][j]-tmp.alloc[i][j]>tmp.available[j])                {                    flag=0;                    break;                }            }            if(flag)            {                pos=i;                status[i]=1;                break;            }          }       }       if(flag)       {          cnt++;          for(int i=0;i<m;i++)          {            tmp.available[i]+=tmp.alloc[pos][i];            tmp.alloc[pos][i]=0;            tmp.claim[pos][i]=0;          }       }       else break;    }    if(cnt==n)return true;    else return false;}//update the state if legalvoid Update(state tmp){   for(int i=0;i<m;i++)     P.available[i]=tmp.available[i],     P.resource[i]=tmp.resource[i];   for(int i=0;i<n;i++)   {      for(int j=0;j<m;j++)      {        P.claim[i][j]=tmp.claim[i][j];        P.alloc[i][j]=tmp.alloc[i][j];      }   }}//calculate the requested amount void Create_request(int x){   for(int i=0;i<m;i++)     request[i]=P.claim[x][i]-P.alloc[x][i];}int Allocate(int x){   //Exception   for(int i=0;i<m;i++)      if(P.alloc[x][i]+request[i]>P.claim[x][i])        return 1;   //Suspend process   for(int i=0;i<m;i++)     if(request[i]>P.available[i])        return 2;   //Define a newstate   state tmp;   for(int i=0;i<n;i++)    for(int j=0;j<m;j++)      tmp.claim[i][j]=P.claim[i][j];   for(int i=0;i<m;i++)   {    tmp.resource[i]=P.resource[i];     tmp.claim[x][i]=0;     tmp.available[i]=P.available[i]+P.alloc[x][i];     tmp.alloc[x][i]=0;   }   /*Judge whether the new state is safe or not, if it is ,   update the state or return the exception message.*/   if(is_Safe(tmp,x))   {     Update(tmp);     return 0;   }   else     return 2;}bool Initialize(){for(int i=0;i<m;i++){  P.available[i]=P.resource[i];  for(int j=0;j<n;j++)       P.available[i]-=P.alloc[j][i];      if(P.available[i]<0)    return false;}return true;}int main(){//get resource amountprintf("Resource Amount:\n");for(int i=0;i<m;i++)  scanf("%d",&P.resource[i]);//get claim matrixprintf("Claim matrix:\n");for(int i=0;i<n;i++)for(int j=0;j<m;j++)  scanf("%d",&P.claim[i][j]);    //get allocation matrixprintf("Allocation matrix:\n");for(int i=0;i<n;i++)for(int j=0;j<m;j++)  scanf("%d",&P.alloc[i][j]);    //Calculate request    if(Initialize())    {         printf("Please Input the ID of the process you wanna check.\n");        int x;        scanf("%d",&x);        //calculate the requested resource amount        Create_request(x);       printf("Requested Amount:\n");       for(int i=0;i<m;i++)  printf("%d ",request[i]);        printf("\n");        int flag=Allocate(x);        if(!flag)        printf("P%d is Okay!\n");        else if(flag==1)           printf("An exception has occured!\n");        else           printf("P%d has been suspended!\n",x);    }    else    {    printf("An exception has occured!\n");    } return 0;}