一、前言
银行家算法主要用于判断内存分配是否安全合理。
1、是否合理
主要是看进程的请求是否小于所需值，以及是否小于现有资源量。这个部分比较简单，根据available,need这两个二维矩阵就可以直接判断。
2、是否安全
主要根据安全性检查算法，主要思路是，对于分配后的available,allocation,need三大矩阵，是否能找到一种顺序能使得所有进程都能运行完。步骤如下：
（一般描述中使用available的副本work作为剩余资源量，笔者源代码中也是这么做的，但为了叙述清楚，这里还是用available矩阵来描述）
（1）在需求矩阵need与可分配矩阵available之间循环比较
如果某进程所有的需要都能被满足，那么就分配给这个进程。等待其运行完后回收其所有资源。
（2）
这样一来，如果能分配，那么我们可用资源只会越来越多。
如果最终所有进程都能运行完，则分配后状态安全；
如果某次循环中没有任何一个进程得到分配，那么我们可以断定下次循环也不会有分配，因此系统会出现死锁，所以系统状态不安全。
二、源代码（带注释）
这里笔者按照ppt上的例子初始化了程序，带有简单的分配界面。
另外由于浅拷贝造成的数据混淆，这里笔者用了两次copy模块中的深拷贝，
#coding:gbk
import copy
def request(p,r,n,available,maxnum,allocation,need):
if n<=need[p][r]:
if n<=available[r]:
available_t=copy.deepcopy(available)
allocation_t=copy.deepcopy(allocation)
need_t=copy.deepcopy(need)
available_t[r]-=n
allocation_t[p][r]+=n
need_t[p][r]-=n
if safe_check(available_t,allocation_t,need_t)==1:
print("\n分配成功！")
#若某进程分配后需要都已经满足，则回收资源
for i in range(5):
sum=0
for j in range(3):
if need_t[i][j]==0:
sum+=1
if sum>=3:
print(i,"所需资源已经全部分配，执行后已回收其所有资源")
for j in range(3):
available_t[j]+=allocation_t[i][j]
allocation_t[i][j]=0
print("\n")
return [available_t,allocation_t,need_t]
else:print("\n安全检查不通过，请求失败！")
else:print("\n可分配资源不足，请求失败！")
else:print("\n超过需要的资源数目，请求失败！")
return [available,allocation,need]
def safe_check(available_t,allocation_t,need_t):
available_tt=copy.deepcopy(available_t)
allocation_tt=copy.deepcopy(allocation_t)
need_tt=copy.deepcopy(need_t)
work=available_tt
print("初始work队列为：",work)
l=len(allocation_tt)
l1=len(available_tt)
finish=[0]*l
safe_queue=[]
flag=0
t=0
while(flag==0):
t+=1
finish_t=copy.deepcopy(finish)
#i表示进程
lst=[[],[],[],[],[],[]]
for i in range(l):
#sum表示可满足要求的资源种类
sum=0
if finish[i]==0:
#j表示资源
for j in range(l1):
if need_tt[i][j]<=work[j]:
lst[i].append(work[j])
sum+=1
if sum>=l1:
safe_queue.append(i)
finish[i]=1
#j表示资源
for j in range(l1):
work[j]+=allocation_tt[i][j]
allocation_tt[i][j]=0
need_tt[i][j]=0
print("第",t+1,"轮,进程",i,"可以得到满足","满足后的work队列为：",work)
print("此时的需求队列为：",need_tt)
else:
lst[i]=[]
if finish==[1]*l:
flag=1
print("\n安全检查通过！分配后安全队列为:")
print(safe_queue,"\n")
return 1
#如果这一轮没有变化，且没有找到终止状态，则说明不安全
elif finish_t==finish:
print("\n尝试分配策略如下，因不能成功结束，所以不安全：",safe_queue)
return 0
else:pass
def show(available,maxnum,allocation,need):
print("\n此时系统状态如下：")
print("共有5个进程（0-4），3个资源（0-2），请不要超出范围")
print("available:\t",available)
print("maxnum:\t\t",maxnum)
print("allocation:\t",allocation)
print("need:\t\t",need)
print("********************************")
if __name__=="__main__":
available=[3,3,2]
maxnum=[[7,5,3],
[3,2,2],
[9,0,2],
[2,2,2],
[4,3,3]]
allocation=[[0,1,0],
[2,0,0],
[3,0,2],
[2,1,1],
[0,0,2]]
need=[[7,4,3],
[1,2,2],
[6,0,0],
[0,1,1],
[4,3,1]]
while(1):
print("1、分配资源给进程")
print("2、显示当前系统状态")
print("3、对当前系统进行安全性检查")
try:
n=int(input("请按照提示输入序号："))
except:
print("\n输入一个序号后回车即可！\n")
continue
if n==1:
lst=input("请输入您希望分配的‘进程号,资源号,资源个数’，如‘1,1,2’:").split(",")
try:
a,b,c=int(lst[0]),int(lst[1]),int(lst[2])
except:
print("\n请按照格式输入，三个数字，中间以英文逗号分开\n")
continue
[available,allocation,need]=request(a,b,c,available,maxnum,allocation,need)
elif n==2:
show(available,maxnum,allocation,need)
elif n==3:
safe_check(available,allocation,need)
else:
print("请输入1-3之间的数字")