死锁

第八章 死锁

死锁的概念	死锁的预防
死锁的避免	死锁的检测与恢复

死锁的概念
死锁：是多个进程循环等待它方占有的资源而无限期僵持下去的局面。例如，两人竟过独木桥，两车竟过单行桥等交通阻塞现象，原因是共享资源（道路）。
产生死锁的必要条件：
互斥条件：都为独占性资源，一方占用就不释放。
不可抢占条件：不能由申请方强夺。
占有且申请条件：至少占有一资源，又申请新资源
循环等待条件：存在进程等待序列{p1,p2,…pn}循环等待。

死锁的预防
只要打破四个必要条件之一就能有效预防死锁的发生：
打破互斥条件：改造独占性资源为虚拟资源，大部分资源已无法改造。
打破不可抢占条件：当一进程占有一独占性资源后又申请一独占性资源而无法满足，则退出原占有的资源。资源利用率、系统性能下降。
打破占有且申请条件：采用资源预先分配策略，即进程运行前申请全部资源，满足则远行，不然就等待，这样就不会占有且申请。
缺点：1.大部分进程运行前不知所有资源。2.资源利用率低，许多资源在进程中使用时间很短，但被早早的分配了。3.降低了进程的并发性，能同时满足要求的进程少了。
打破循环等待条件：实现资源有序分配策略，对所有设备实现分类编号，所有进程只能采用按序号递增的形式申请资源。
缺点：1.限制了进程对资源的请求，且资源编号困难。2.暂时不用的小编号的资源需先申请，加长了它的占用时间
死锁的避免
静态策略：对申请资源的活动加以限制，使不同时具备四个条件。
动态策略：分配资源时，预测有无可能发生死锁，避免可能发生的死锁，不限制资源申请活动。
安全序列：系统中的进程按照某一次序分配资源可以依次运行完毕，该次序为安全序列。
安全序列的构造：进程序列{p1,p2,…pn}，若对每一进程pi(0<i<n+1),它需要的附加资源可以被系统中当前可用资源加上所有进程pj(j<i)当前占有资源之和所满足，则上述序列为安全序列。
存在安全序列时，一定不会有死锁发生，但即使进入不安全状态也未必一定死锁。
银行家算法
由Dijstra提出并解释：银行家（OS资源管理模块)怎样将资金（资源）用一定的方法分出去（给进程），让客户完成任务，又能如期回收资金（资源）。例如：银行家有10份资金，分给三个客户A、B、C，三客户分别需要9、3、8份资金才能完成，某一时刻资金使用情况为A-2(7),B-2(1),C-4(4)余2份。则{B,C,A}为安全序列。
优缺点：没有限制互斥条件、占有且申请条件、不可抢占条件。但要求进程数固定；只能保证进程在有限时间内完成，没有考虑快速响应；寻找安全序列开销较大。
死锁的检测与恢复
在分配资源时不采取任何限制措施，但提供检测和解除死锁的手段：即能发现死锁并解除死锁。
死锁的检测： 资源分配图：

结论：资源分配图中不存在环路，这系统一定不会死锁；存在环路，则可能存在死锁。资源分配图，就是数据结构中的图的表示，可以在算法上用程序解决问题。
死锁外传
死锁与交通阻塞，死锁的解决与交通管理相似：
增加共享资源（加宽道路）
交通工具分类分流各行其道（预防性静态分配）
各交叉路口动态管理（试分配判断是否会死锁）
交通干警干预管理（有无死锁进行检查与恢复）
死锁的解决一般应综合考虑，现代操作系统中，将资源分为多个层次，各层次的资源分配采用预防、避免、检测恢复的办法。

出于
http://jhtvu.jhedu.org/old/jxjy/kczl/czxt/eighth/