操作系统经典题型——死锁避免之银行家算法

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银行家算法

用途

银行家算法用于避免死锁，是最著名的死锁避免算法

竞争资源和进程推进顺序不恰当会导致死锁

所谓死锁，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，都将无法再向前推进

• 产生死锁的必要条件：
  ①互斥：进程要求对所分配的资源进行排它性控制，即在一段时间内某资源仅为一进程所占用
  ②请求和保持：当进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
  ③不剥夺：进程已获得的资源在未使用完之前，不能剥夺，只能在使用完时由自己释放
  ④环路等待：在发生死锁时，必然存在一个进程–资源的环形链

数据结构

• (1) 可利用资源向量 Available
  这是一个含有 m 个元素的数组，其中每一个元素（Available[i]）代表第i类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态改变
  【Available[j] 表示系统中有的j类资源数量】
• (2) 最大需求矩阵Max
  这是一个n x m的矩阵，定义了系统中每个进程对m类资源的总需求
  【Max[i][j] 表示第i个进程对j类资源的总需求数】
• (3) 分配矩阵 Allocation
  这也是一个n x m的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数
  【 Allocation[i][j]表示进程i当前己获得的第j类的资源数目
• (4) 需求矩阵Need
  这也是一个n×m的矩阵，用以表示每一个进程还需要的各类资源数
  【Need[i][j]表示进程i还需要第j类的资源数量】

上述n x m矩阵间存在下述关系:
　　　　　　　　　Need[i][j] = Max[i][j] - allocation[i][j]

算法描述

资源分配算法

安全性算法（即上图资源分配算法中的安全检查部分）

例题说明

① T0时刻是否安全？

②T0时刻以后，若进程P2发出资源请求Request₂(1,0,1)，系统能否将资源分配给它？

③在进程P2申请资源后，若P1发出资源请求Request₁(1,0,1)，系统能否将资源分配给它？
④在进程P1申请资源后，若P3发出资源请求Request₃(0,0,1)，系统能否将资源分配给它？