【OS】死锁检测算法

数据结构.

• n：整型，进程数量；
• m：整型，资源类型的种类数；
• Available[m]：一维数组，保存[1…m]每种资源的可用实例数量；
• Allocation[n][m]：n×m矩阵，Allocation[i][j]表示i号进程已经持有的j号资源数量；
• Request[n][m]：n×m矩阵，Request[i][j]表示i号进程此时申请的j号资源数量。

死锁检测算法.

TestDeadLock()
{
    
    
	//1.
	Work[1..m]=Available[1..m];
	//向量Work初始化为当前可用资源实例数向量.

	Finish[1..n]=false;
	//向量Finish每个分量都为false,表示初态都是未完成.

	//2.
	change=true;	//循环控制变量.
	while(change)
	{
    
    
		//Request[i]表示矩阵的第i行,也就是进程Pi所申请的资
		//源数向量,若进程Pi未完成,并且需求能够得到满足,就执
		//行Pi,后续释放其中的资源,等价于Work获得Pi已经持有
		//的资源数向量Allocation[i].
		change=false;
		for(int i=1;i<=n;++i)
		{
    
    
			if(Finish[i]==false && Request[i]<Work) 
			{
    
    
				Work=Work+Allocation[i];
				Finish[i]=true;
				change=true;
			}
		}
	}
	//不动点算法:只有当Finish和Allocation不再发生改变时,
	//也就意味着所有的进程都已经完成或者剩余进程都无法运行
	//这两种情况之一发生时，才会跳出while循环.

	//3.
	for(int i=1;i<=n;++i)
	{
    
    
		if(Finish[i]==false)
		{
    
    
			return true;
			//只要存在一个进程是false,就代表出现了死锁
			//返回真值表示检测到了死锁
		}
	}
	return false;
}

与银行家算法の区别.

银行家算法.

change=true;
while(change)
{
    
    
	change=false;
	for(int i=1;i<=n;++i)
	{
    
    
		if(Finish[i]==false && Need[i]<Work) 
		{
    
    
			Work=Work+Allocation[i];
			Finish[i]=true;
			change=true;
		}
	}
}

死锁检测算法.

change=true;
while(change)
{
    
    
	change=false;
	for(int i=1;i<=n;++i)
	{
    
    
		if(Finish[i]==false && Request[i]<Work) 
		{
    
    
			Work=Work+Allocation[i];
			Finish[i]=true;
			change=true;
		}
	}
}

解释.

• 关注两组代码中的第7行，相较之下死锁检测算法的条件更弱，只判定了$Request[i]<Work$就收回了进程$P_i$的资源。而银行家算法中判定了$Need[i]<Work$才收回资源。
• 银行家算法目的是避免死锁，也就是说，这组进程的整个运行、调度过程中，不能有死锁的出现，所以需要判断进程是否能够完整运行，也就是获得到它所需要的全部资源。
• 死锁检测算法仅仅是检测此刻有无死锁存在，如果$Request[i]<Work$为真，就说明进程$P_i$此刻并没有参与死锁，所以我们乐观地假定进程$P_i$后续也不会再申请更多的资源(很多应用场景下，都有这样的乐观假定)，所以在测试时直接收回它所持有的资源。当然，如果这个乐观假定错了，后续的执行中出现了死锁，那么就会在后续的死锁检测算法执行时检测到。