作業系統 死鎖的產生 條件 和解鎖

2021-06-01 12:54:01 字數 1685 閱讀 5625

deadlocks(死鎖)  

所謂死鎖: 是指兩個或兩個以上的程序在執行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象,若無外力作用,它們都將無法推進下去.此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖,這些永遠在互相等竺的程序稱為死鎖程序.

由於資源占用是互斥的,當某個程序提出申請資源後,使得有關程序在無外力協助下,永遠分配不到必需的資源而無法繼續執行,這就產生了一種特殊現象死鎖。

一種情形,此時執行程式中兩個或多個執行緒發生永久堵塞(等待),每個執行緒都在等待被其他執行緒占用並堵塞了的資源。例如,如果執行緒a鎖住了記錄1並等待記錄2,而執行緒b鎖住了記錄2並等待記錄1,這樣兩個執行緒就發生了死鎖現象。

計算機系統中,如果系統的資源分配策略不當,更常見的可能是程式設計師寫的程式有錯誤等,則會導致程序因競爭資源不當而產生死鎖的現象。

(1) 因為系統資源不足。

(2) 程序執行推進的順序不合適。

(3) 資源分配不當等。

如果系統資源充足,程序的資源請求都能夠得到滿足,死鎖出現的可能性就很低,否則

就會因爭奪有限的資源而陷入死鎖。其次,程序執行推進順序與速度不同,也可能產生死鎖。

(1) 互斥條件:乙個資源每次只能被乙個程序使用。

(2) 請求與保持條件:乙個程序因請求資源而阻塞時,對已獲得的資源保持不放。

(3) 不剝奪條件:程序已獲得的資源,在末使用完之前,不能強行剝奪。

(4) 迴圈等待條件:若干程序之間形成一種頭尾相接的迴圈等待資源關係。

這四個條件是死鎖的必要條件,只要系統發生死鎖,這些條件必然成立,而只要上述條件之

一不滿足,就不會發生死鎖。

理解了死鎖的原因,尤其是產生死鎖的四個必要條件,就可以最大可能地避免、預防和解除死鎖。所以,在系統設計、程序排程等方面注意如何不讓這四個必要條件成立,如何確定資源的合理分配演算法,避免程序永久佔據系統資源。此外,也要防止程序在處於等待狀態的情況下占用資源,在系統執行過程中,對程序發出的每乙個系統能夠滿足的資源申請進行動態檢查,並根據檢查結果決定是否分配資源,若分配後系統可能發生死鎖,則不予分配,否則予以分配。因此,對資源的分配要給予合理的規劃。

一、有序資源分配法

這種演算法資源按某種規則系統中的所有資源統一編號(例如印表機為1、磁帶機為2、磁碟為3、等等),申請時必須以上公升的次序。系統要求申請程序:

1、對它所必須使用的而且屬於同一類的所有資源,必須一次申請完;

2、在申請不同類資源時,必須按各類裝置的編號依次申請。例如:程序pa,使用資源的順序是r1,r2;程序pb,使用資源的順序是r2,r1;若採用動態分配有可能形成環路條件,造成死鎖。

採用有序資源分配法:r1的編號為1,r2的編號為2;

pa:申請次序應是:r1,r2

pb:申請次序應是:r1,r2

這樣就破壞了環路條件,避免了死鎖的發生

二、銀行演算法

避免死鎖演算法中最有代表性的演算法是dijkstra e.w 於2023年提出的銀行家演算法:

該演算法需要檢查申請者對資源的最大需求量,如果系統現存的各類資源可以滿足申請者的請求,就滿足申請者的請求。

這樣申請者就可很快完成其計算,然後釋放它占用的資源,從而保證了系統中的所有程序都能完成,所以可避免死鎖的發生。

1、撤消陷於死鎖的全部程序;

2、逐個撤消陷於死鎖的程序,直到死鎖不存在;

3、從陷於死鎖的程序中逐個強迫放棄所占用的資源,直至死鎖消失。

4、從另外一些程序那裡強行剝奪足夠數量的資源分配給死鎖程序,以解除死鎖狀態

死鎖的產生 條件 和解鎖

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