作業系統 死鎖

一組程序中，每個程序都無限等待被該組程序中的另一程序所占有的資源，因而永遠無法得到資源，這種現象稱為程序死鎖，這一組程序就稱為死鎖程序。死鎖會導致大量資源浪費。

資源數量有限，鎖和訊號量錯誤使用。

可重用資源：可被多個程序多次使用

可消耗資源：只可使用一次、可建立和銷毀的資源

活鎖：先加鎖再輪詢，既無進展也沒有阻塞；

飢餓：資源分配策略導致

互斥使用（資源獨佔）：乙個資源每次只能給乙個程序使用

占有且等待（請求和保持）：程序在申請新的資源的同時保持對原有資源的占有

不可搶占：資源申請者不能強行的從資源佔有者手中奪取資源，資源只能由佔有者自願釋放

迴圈等待：存在乙個程序等待佇列p1,p2,…pn，其中p1等待p2占有的資源，p2等待p3占有的資源，…，pn等待p1的資源，形成乙個等待環路。

資源分配圖（resource allocation graph，rag），是用有向圖描述系統資源和程序的狀態。

二元組g=(v,e)。v：結點的集合，分為p（程序），r（資源）兩部分，

p=r=

e：有向邊的集合，其元素為有序二元組，

（pi,rj）或（rj,pi）

系統由若干類資源構成，一類資源稱為乙個資源類；每個資源類中包含若干個同種資源，稱為資源例項。

資源類：用方框表示

資源例項：用方框中的黑圓點表示

程序：用圓圈中加程序名表示

分配邊：資源例項—>程序

申請邊：程序—>資源類，如下圖所示：

如果資源分配圖中沒有環路，則系統中沒有死鎖，如果圖中存在環路則系統中可能存在死鎖。

如果每個資源類中只包含乙個資源例項，則環路是死鎖存在的充分必要條件。

步驟：1、找乙個非孤立且只有分配邊的程序結點：去掉分配邊，將其變為孤立結點

2、再把相應的資源分配給乙個等待該資源的程序：即將該程序的申請邊變為分配邊。

重複1、2步。

定義：在設計系統時，通過確定資源分配演算法，排除發生死鎖的可能性

具體做法：破壞產生死鎖的四個必要條件之一。

3.2.1 破壞「互斥使用」條件

資源轉換技術：把獨佔資源轉換成共享資源

3.2.2 破壞「請求和保持」條件

1 實現方案1：要求每個程序在執行前必須一次性申請它所要求的的所有資源。但是該方案資源利用率低，而且容易產生飢餓現象。

2 實現方案2：在允許程序動態申請資源的前提下規定，當乙個程序在申請新的資源不能立即得到滿足而變為等待狀態之前，必須釋放已占有的全部資源，若需要再重新申請。

3.2.3 破壞「不可搶占」條件

實現方案：當乙個程序申請的資源被其他程序占用時，可以通過作業系統搶占這一資源（兩個程序優先順序不同）。該方案的局現性在於：適用於狀態易於儲存和恢復的資源。

3.2.4 破壞「迴圈等待」條件

通過定義資源型別的線性順序實現。

實現方案：資源有序分配法，具體來說就是，把系統所有資源編號，程序在申請資源時必須嚴格按照資源編號的遞增次序進行，否則作業系統不予分配。

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，若分配後系統發生死鎖或可能發生死鎖，則不予分配。

安全狀態：如果系統中存在乙個由所有程序構成的安全序列p1,p2，…，pn，則系統處於安全狀態。

它以後還需要的資源量不超過系統當前剩餘資源量與所有程序pj(j【作業系統】死鎖避免之銀行家演算法

允許死鎖發生，但是作業系統會不斷監視系統進展情況判斷是否發生死鎖；一旦發生死鎖，將會解除死鎖並以最小的代價恢復作業系統的執行。

檢測時機：

1、當程序由於資源請求不滿足而等待時檢查死鎖，缺點是系統開銷大

2、定時檢測

3、系統資源利用率下降時檢測死鎖

作業系統死鎖

作業系統死鎖，在作業系統課程當中屬於比較關注的乙個知識點，在這裡做個簡單的梳理。死鎖的四個必要條件 作業系統中有若干程序併發執行，它們不斷申請 使用 釋放系統資源，雖然系統的進 程協調 通訊機構會對它們進行控制，但也可能出現若干程序都相互等待對方釋放資源才能 繼續執行，否則就阻塞的情況。此時，若不借...

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多執行緒以及多程序改善了系統資源的利用率並提高了系統 的處理能力。然而，併發執行也帶來了新的問題 死鎖。死鎖是指多個程序在執行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，當前程序處於這種狀態時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進。關於死鎖的一些結論 競爭資源 當系統中供多個程序共享的資源如印表機 公用佇列等...

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