《现代操作系统》阅读笔记——调度和死锁

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调度

• 何时需要调度

  • 创建新的进程时
    • 运行父进程还是子进程
  • 进程退出时
  • 进程阻塞时
  • I/O中断结束后

• 调度算法目标

  • 给所有进程公平的CPU份额
  • 能够保证按照规定的策略执行
    • 比如某些安全控制进程必须能够得到执行
  • 保持系统的每个部分都忙碌

• 两种调度方式

  • 抢占式
    • 一个进程最多运行n ms, 如果还没运行结束，就会被始终中断，调用别的程序
  • 非抢占式
    • 一个进程可以运行任意时间知道他阻塞或者自愿放弃CPU

• 常见调度算法

  • 先进先服务
  • 最短任务优先
  • 轮转调度
    • 一个任务最多只能运行规定时间
    • 很难设置规定时间应该多长
  • 优先级调度
    • 低优先级进程可能会饥饿
  • 彩票调度
    • 无法防止低优先级用户运行大量小进程来获得更多的CPU资源的作弊手段
  • 最短剩余时间优先

• 哲学家就餐问题

  • 第一种解决方法是等待左右叉子空余，若有空余则立即拿起
    • 如果所有人同时拿起左叉子就会死锁
  • 第二种解决方法是拿起左叉子，如果有右叉子，就吃；如果没有，就放下左叉子，等待
    • 如果所有人同时开始执行，则没人开始吃，死锁
    • 这种可能性很小，但是对于核电站等要求十分可靠的应用则不行
  • 第三种方法就时对第一种方法加个锁
    • 但是这时只能允许一个哲学家进餐，效率太低
  • 最后一种方法如下

  

死锁

• 资源类型
  • 可抢占资源
    • 可以从拥有它的进程中抢占而不会产生副作用
    • 储存器， 打印机
  • 不可抢占资源
    • 从占有她的进程抢占会产生副作用
    • 正在刻录的光盘
• 多个进程获取资源的顺序应该一致，否则可能会死锁
  • 可能进程A获得资源1，而B获得资源2，然后每个进程都想请求另一个资源
• 死锁发生的必要条件
  • 互斥条件
    • 一个资源要么被分配给一个资源，要么可用
  • 占有和等待条件
    • 一个已经得到某个资源的进程可以继续请求别的资源
  • 不可抢占条件
    • 已经被分配给一个基础的资源不可被其他进程抢占，只能被该进程自己释放
  • 环路等待条件
    • 死锁发生时，会有一个环路产生，环路中的每个进程都要获取后一个进程的资源
• 死锁恢复方法
• 利用抢占恢复
• 利用回滚恢复
• 通过杀死进程直接恢复