死鎖

1.爲何會出現死鎖？
　　由於併發的進程分別擁有一部分資源,而又想搶佔其餘進程的資源。(若是隻有一個進程,絕對不會出現死鎖)

　　//資源包括：CPU,I/O通道,各種存儲,設備和數據,文件,數據庫,信號量(且要求資源不會忽然死掉)
　

2.死鎖模型

　　 P表明進程 R表明資源,R裏面的點的個數表明資源的個數

 

　　　　　　　

　　　　           不會發生死鎖,由於P3使用完R3以後必定會釋放

 

　　　　　　　

　　　　　　　　    會出現死鎖。

　　　　　　

　　　　　　　　不會出現死鎖(雖然有環)

 

 3.死鎖的特徵(只是死鎖的必要條件)

　　(1)互斥：資源同一時間只能被一個進程擁有,若是能夠同時擁有,也不會出現死鎖

　　(2)持有並等待：進程保持至少一個資源,而且在等待獲取其餘進程持有的額外資源

 　  (3)無搶佔：一個資源只能被進程完成任務後自動釋放

 　  (4)循環等待：就是幾個進程互相等待

 

4.死鎖的處理辦法

　　(1)死鎖預防：只有打破死鎖的一個必要條件,就不會出現死鎖

　　　　打破互斥：使資源能夠同時被進程佔用(不太好)

　　　　打破持有並等待：不持有一部分資源。我要麼不拿,要麼就拿到所有的資源(這樣會使得系統的利用率很低,使某些進程飢餓,也很差)

　　　　打破無搶佔：能夠搶佔(想搶佔的話只能kill一部分資源,太暴力)

　　　　打破循環等待：對全部資源進行排序,並要求每一個進程按照資源的順序進行申請。(適用於資源比較有限的系統,好比嵌入式系統)

　　　　　　好比說有進程A,B和資源1,2。而且這兩個進程都須要這兩個資源。

　　　　　　只有先申請到了1才能去申請2,這樣就不會出現一個佔有1,一個佔有2的狀況。

　　(2)死鎖避免：某進程申請資源時判斷是否會出現不安全狀態,若是會出現,就不將該資源分配給此進程

　　　　不安全狀態包括死鎖狀態

　　　　安全狀態的定義：針對全部進程，存在安全序列(因此須要尋找安全序列)

　　　　序列<p1,p2...pn>是安全的：順序執行這些進程,若是每一個進程都能順利執行,該序列就是安全序列

　　　　　　1)對於每一個pi,pi要求的資源可以由當前可用資源+全部的pj持有的資源來知足(j<i)

　　　　　　2)pi完成以後,pi+1能夠獲得所需資源,執行完後返回資源

　　　　

　　　　

　　　　好比這張圖,p1,p2都須要R1,R2 ,而且p1得到了R1

　　　　　　(1)P1申請R2時,若將R2分配給P1

　　　　　　　　序列<p1,p2>是安全的,序列<p2,p1>是不安全的

　　　　　　　　存在安全序列,申請成功

　　　　　　(2)P2申請R2時,若將R2分配給P2

　　　　　　　　序列<p1,p2>和序列<p2,p1>都是不安全的,

　　　　　　　　不存在安全序列,申請失敗

 

 　　(3)死鎖避免的經典算法--銀行家算法　　假設A,B,C的資源總數分別爲 10,5,7

　　　　　　　　　　　　　　　　表爲T0時刻的資源狀態圖

進程\資源情況	max A 　　　　B　　　　C	Allocation(分配) A　　　　B　　　　C	Avaliable(可利用) A　　　　B　　　　C
P0	7　　　　5　　　　3	0　　　　1　　　　0	3　　　　3　　　　2
P1	3　　　　2　　　　2	2　　　　0　　　　0
P2	9　　　　0　　　　2	3　　　　0　　　　2
P3	2　　　　2　　　　2	2　　　　1　　　　1
P4	4　　　　3　　　　3	0　　　　0　　　　2

 

 

 

 

 

 

 

 

max表示的是各個進程在整個執行階段所須要的各種資源

Allocation表示的是當前時刻已經給各個進程分配的資源

max-Allocation 獲得的就是各個進程剩餘時間內還須要的進程矩陣

        減去        =      

  　　 max　　　　　　　　　　　　Allocation　　　　　　　　　　Need

 

將Avaliable 與Need矩陣進行比較,發現p1和p3安全,也就是操做系統當前擁有的資源能夠供p1或p3進程完成他因此的操做

咱們選擇p1完成,p1加入安全隊列

Avaliable 更新爲　　(3 3 2) + (2 0 0) = (5,3,2)

按照一樣的方法獲得安全序列<p1,p3,p4,p2,p0>　　固然這裏的安全序列不止一個

 

　　(4)死鎖檢測與恢復

　　　　容許程序進入死鎖,若是檢測到了死鎖,就啓動恢復機制解除死鎖

　　　　把資源分配圖簡化爲等待圖：

　　　　

　　　　等待圖若是有環,代表可能死鎖了

　　　　死鎖解除的方法：

　　　　　　(1)資源剝奪法：掛起某些死鎖進程，並搶佔它的資源，將該資源分配給其餘的死鎖進程。

　　　　　　　　但應防止被掛起的進程長時間得不到資源

　　　　　　(2)撤銷進程法：強制撤銷部分甚至所有死鎖進程並剝奪這些進程的資源。

　　　　　　　　撤銷的原則按照進程優先級和撤銷代價的高低進行

　　　　　　(3)進程回退法：讓一(多)個進程回退到足以迴避死鎖的地步,進程回退時自願釋放

　　　　　　　　資源而不是被剝奪。要求系統保持進程的歷史信息,設置還原點