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（PS：个人课下整理的操作系统笔记，OneNote直接拷贝过来的，图片看不了就将就一下，配合张伟老师的PPT看效果更好）
一、死锁状态
当一组进程的每个进程都在等待一个事件，而该事件只能由同组进程的另一个进程所引起，那么这组进程就处于死锁状态
二、系统模式（System model）
1.系统有一定数量的资源，分布在若干进程之间。资源有多种类型（CPU周期，IO设备，内存空间），每类资源有相同数量的实例
2.进程使用资源按 申请——使用——释放 顺序
三、死锁特征
1.死锁发生的四个必要条件：互斥（mutual exclusion），占有并等待（hold and wait），非抢占(no preemption)、循环等待(circular wait)，四个条件同时满足才死锁
2.资源分配图：节点结合（进程结点集和资源类别结点集）+边集合（申请边和分配边）
- 如果图没有环，一定没有死锁，有环可能会有死锁
- 如果每类资源只有一个实例，有环一定死锁
- 如果每类资源有多个实例，有环可能死锁
- 死锁一定有环，有环不一定死锁（看每类资源的实例个数情况而定）
四、处理死锁的方法
有3种方式可以处理死锁
- 确保系统不会进入死锁状态
- 死锁预防（deadlock prevention）
- 从死锁发生的四个必要条件去预防，打破其中一个条件不满足即可
- 互斥：非共享资源必须要互斥条件
- 占有并等待：每个进程只能占有一个资源
- 一次性申请完所有资源
- 手里没有资源才能申请资源
- 以上两种方法缺点是资源利用率低，容易发生饥饿
- 非抢占：如果一个进程占有资源并去申请一个立即分配的资源，那么该进程的所有资源都可以被抢占
- 循环等待：对所有资源进行排序（为每一个资源分配一个号），要求每个进程按递增顺序来申请资源（升序申请，即进程先申请序号高的资源）
- 对于死锁的四个条件中，互斥和非抢占由进程本身的性质决定的，不允许进程同时共享和抢占，因此只能从另外两个条件去打破，则有了静态资源分配法（避免使不满足占有并等待）和有序资源分配法（避免使不满足循环等待）
- 从死锁发生的四个必要条件去预防，打破其中一个条件不满足即可
- 死锁避免（deadlock avoidance）
- 安全状态（safe state）：如果系统能按某个顺序为每个进程分配资源并且不会引起死锁，那么系统状态就是安全的。
- 如果系统没有处于安全状态，则可能会引起死锁
- 为什么引入安全状态？开始系统处于安全状态，当一个进程要申请资源时，系统必须确定这一资源是可以立即分配还是等待，如果分配该资源后，系统仍然处于安全状态，才允许申请。
- 死锁避免算法：
- 资源分配图法（RAG）——每类资源一个实例时
- 死锁预防（deadlock prevention）
- 银行家算法（BA）——每类资源多个实例时
- 数据结构：
- 实例操作：
P0的max：我一开始告诉操作系统需要ABC各多少个
- 算need矩阵=max-allocation矩阵
- 安全检测算法，看谁的need<available,小于就分配给Pi，
- 新的available=旧的+Pi的allocation
- 如果有一个进程的request来了,先看是否<need,再看是否<allocation，如果都满足则假装分配，看最后能不能得出一个安全序列
- 允许系统的死锁，能够检测并恢复
- 死锁检测（deadlock detection）
- 等待图（wait-for graph）——RAG图的变种（每个资源只有一个实例时）
- 当等待图中出现一个环，则出现死锁
- 类似于银行家算法的死锁检测（每个资源多个实例时）
- 何时调用死锁检测算法？取决于死锁发生的频率和死锁进程的数量，解决方法比如一个小时检测一次
- 死锁恢复（deadlock recovery）
- 终止一个或多个进程以打破循环等待
- 从一个或多个死锁进程那抢占资源
- 死锁检测（deadlock detection）
- 忽视死锁问题，认为死锁不会发生——重启