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死锁（Deadlock）
死锁就是进程在等待资源，资源被其他人占着不释放——死循环
【1】死锁的概念
- 进程的死锁，是操作系统OS和软件运行的一种状态
- 在多任务系统下，当一个/多个进程等待系统资源，而资源被其他进程占据且不释放，就形成了死锁
- 死锁：
多个进程循环等待其他进程占有的资源而无限期等待
- 产生死锁的根本原因：
资源有限且进程间推进顺序不当
【2】出现死锁的条件
- 互斥条件
某个资源在一段时间内只能被一个进程占有，不能同时被多个资源占有
- 不剥夺条件（非抢占式）
进程所获得的资源只能自己释放，不能被其他进程抢夺
- 请求和占有条件
进程至少已经占有了一个资源，但又申请了其他资源，由于目标资源又被其他进程占有着，该进程进入阻塞不释放已占有资源
- 环路条件
【3】处理死锁
- 死锁预防、死锁避免、死锁检测、死锁恢复
（1）死锁预防
- 要求进程在申请资源的时候遵循某种协议，保证进程不会进入死锁状态
（1）破坏不剥夺条件：允许进程强行抢走资源
（2）破坏环路等待条件：实行资源预先分配
（2）死锁避免
- 系统在运行中，对进程发出的每一个资源申请都进行动态检测，并根据检查结果决定是否分配资源——若存在风险，则不分配资源
（3）死锁检测和恢复
- 死锁检测算法：
检查并发进程组是否构成资源的请求和占用环路
- 死锁检测算法主要就是检测是否有循环等待
- 发生死锁——资源剥夺法/进程撤销法：
（1）撤销陷入死锁的进程
（2）逐个撤销陷入死锁的进程，直到死锁结束
（3）从陷入死锁的进程中逐个强迫其释放资源，直到死锁消失
（4）从另外的进程中强行剥夺资源分配到死锁进程总，接触死锁状态
【4】鸵鸟算法
- “啥也不干也是一种算法”
鸵鸟在遇到危险的时候会将头买入到土里面，对出现危险不理睬
- 鸵鸟算法：当出现死锁，直接不管！！！！
若死锁的出现概率很小，解决死锁的成本很高则采用鸵鸟算法
【5】银行家算法（资源分配拒绝法）
- 就是对进程的资源申请利用银行家算法进行检测，若不安全就拒绝此次分配资源
- 安全状态：
系统中所有的进程能够按照某一种次序分配资源，并且依次完成，{p1,p2…pn}安全序列
- 银行家算法会设置四个数据结构：
| 银行家算法的四个数据结构 | |
|---|---|
| 可利用资源 Avaiable | 描述系统中可用的资源 |
| 最大需求 Max | 所有进程对资源的总共需求 |
| 分配 allocation | 系统资源分配 |
| 需求矩阵 Need | 目前进程还需要的资源 |
- 设进程 Pi 的请求为 request_i ，若 request_i_[ j ] = k 说明Pi需要 k 个 Rj 的资源，当Pi发出请求后，系统进行银行家算法检测
（1）request_i_[ j ] <= Need[i, j] 请求资源小于它本身需要的资源则继续，否则出错
（2）request_i_[ j ] <= Avaiable [ j ] 请求的资源小于系统可利用资源则继续，否则Pi就要进入等待状态
（3）系统开始尝试分配资源，并修改数据结构的值
Available [ j ] = Available [ j ] - request_i_[ j ]
Need [i, j] = Need [i, j] - request_i_[ j ]
Allocation [i, j] = Allocation [i, j] + request_i_[ j ]
基于银行家算法的实例
- 当前系统的资源状态为：
| 进程 | 已分配资源 | 还需资源 | 可用资源 |
|---|---|---|---|
| P0 | 0032 | 0012 | 1622 |
| P1 | 1000 | 1750 | |
| P2 | 1354 | 2356 | |
| P3 | 0332 | 0652 | |
| P4 | 0014 | 0656 |
（1）该状态是否安全？
（2）若P2提出了资源要求1222系统会满足么？
（1）安全的，可以找到一个安全的序列 P0—P3—P4—P1—P2
（2）
request_2_1222 <= Need_2_2356
request_2_1222 <= Aviaivable_1622
尝试给P2分配资源1222：则P2已分配2576，还需1134，系统可用资源0400，明显无法满足P2的要求了
资源请求拒绝！！！！