操作系统-死锁

1：死锁

引起死锁的原因：

1. 竞争非抢占资源
2. 竞争可消耗资源
3. 进程推进顺序不当

死锁： 多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程将永远不会向前推进。

死锁产生的必要条件：

1. 互斥条件—进程对所分配的资源进行排它性使用
2. 请求和保持条件—请求新资源阻塞，保持已获得资源不放
3. 不可抢占条件—进程获得的资源在使用完之前不可被抢占
4. 循环等待条件—存在进程-资源环形链

如何处理死锁：

1. 预防死锁：破坏请求保持，不可抢占，循环等待条件
2. 避免死锁：资源分配过程中，防止系统进入不安全状态
3. 检测死锁：设置检测机构，及时检测死锁的发生
4. 解除死锁：将进程从死锁的状态下解脱出来

2：预防，检测，解除死锁

预防死锁：

1. 破坏请求保持—资源调度时，若资源全部满足则调度，否则不调度
2. 破坏不可抢占—进程申请资源而不得时，需要放弃已获取资源

检测死锁：

资源分配图： 化简完全为孤立点则无死锁

1. 结点N(进程结点P，资源结点R)
2. 边E(请求资源边P-R，分配资源边R-P)

解除死锁：

1. 抢占资源：从被挂起的进程哪里抢占资源
2. 终止进程：强制从系统中撤销一个或者多个死锁进程

3：避免死锁

系统安全状态：存在安全态和不安全态
安全状态：系统能按照某种进程顺序，来为每一个进程Pi分配所需资源。直到满足每个进程对资源的最大需求，使得每个进程可以顺利的完成。如果无法找到这样的安全序列，则代表系统处于不安全状态。
避免死锁：
在资源动态分配的过程中，防止系统进入不安全状态，系统进行资源分配前，应计算此次资源分配的安全性，若不安全则不分配，让该进程等待。若安全则会为进程分配资源。

安全性算法：

1. 工作向量：Work[m]：系统可供进程继续运行所需的各类资源数 Work初值=Available
2. Finish[n]：表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完毕。false-true

安全检测流程：

银行家算法避免死锁：

系统中有n个进程，m种资源。

1. Available[m]：可利用资源向量----->Available[j]=k代表当前系统中有j类资源k个。初值为系统中该类资源总数。
2. Max[n][m：最大需求矩阵
3. Allocation[n][m：分配矩阵
4. Need[n][m：需求矩阵----->Need=Max-Allocation