什麼是死鎖?死鎖發生的四個必要條件是什麼?如何避免和預防死鎖產生?

什麼是死鎖?安全

  死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執行過程當中,因爲競爭資源或者因爲彼此通訊而形成的一種阻塞的現象,若無外力做用,它們都將沒法推動下去。此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖,這些永遠在互相等待的進程稱爲死鎖進程。併發

  例如,在某個計算機系統中只有一臺打印機和一臺輸入 設備,進程P1正佔用輸入設備,同時又提出使用打印機的請求,但此時打印機正被進程P2 所佔用,而P2在未釋放打印機以前,又提出請求使用正被P1佔用着的輸入設備。這樣兩個進程相互無休止地等待下去,均沒法繼續執行,此時兩個進程陷入死鎖狀態。spa

 

死鎖產生的緣由:blog

1.系統資源的競爭

  當系統中供多個進程共享的資源如打印機、公用隊列的等,其數目不足以知足諸進程的須要時,會引發諸進程對資源的競爭而產生死鎖。隊列

2.進程運行推動順序不當引發死鎖

  ● 進程推動順序合法
  當進程P1和P2併發執行時,若是按照下述順序推動:P1:Request(R1); P1:Request(R2); P1: Relese(R1);P1: Relese(R2); P2:Request(R2); P2:Request(R1); P2: Relese(R2);P2: Relese(R1);這兩個進程即可順利完成,這種不會引發進程死鎖的推動順序是合法的。
  ● 進程推動順序非法
  若P1保持了資源R1,P2保持了資源R2,系統處於不安全狀態,由於這兩個進程再向前推動,即可能發生死鎖。例如,當P1運行到P1:Request(R2)時,將因R2已被P2佔用而阻塞;當P2運行到P2:Request(R1)時,也將因R1已被P1佔用而阻塞,因而發生進程死鎖。
 

產生死鎖的四個必要條件:進程

  ● 互斥條件:指進程對所分配到的資源進行排它性使用,即在一段時間內某資源只由一個進程佔用。若是此時還有其它進程請求資源,則請求者只能等待,直至佔有資源的進程用畢釋放。資源

  ● 請求與保持條件:進程已經保持了至少一個資源,但又提出了新的資源請求,而該資源 已被其餘進程佔有,此時請求進程被阻塞,但對本身已得到的資源保持不放。class

  ● 不可剝奪條件:進程所得到的資源在未使用完畢以前,不能被其餘進程強行奪走,即只能 由得到該資源的進程本身來釋放(只能是主動釋放)。循環

  ● 循環等待條件:指在發生死鎖時,必然存在一個進程——資源的環形鏈,即進程集合{P0,P1,P2,···,Pn}中的P0正在等待一個P1佔用的資源;P1正在等待P2佔用的資源,……,Pn正在等待已被P0佔用的資源。請求

  這四個條件是死鎖的必要條件,只要系統發生死鎖,這些條件必然成立,而只要上述條件之一不知足,就不會發生死鎖。

 

死鎖的避免與預防

死鎖避免的基本思想:系統對進程發出每個系統可以知足的資源申請進行動態檢查,並根據檢查結果決定是否分配資源,若是分配後系統可能發生死鎖,則不予分配,不然予以分配。這是一種保證系統不進入死鎖狀態的動態策略。

  理解了死鎖的緣由,尤爲是產生死鎖的四個必要條件,就能夠最大可能地避免、預防和解除死鎖。只要打破四個必要條件之一就能有效預防死鎖的發生:

  ● 打破互斥條件:改造獨佔性資源爲虛擬資源,大部分資源已沒法改造。

  ● 打破不可搶佔條件:當一進程佔有一獨佔性資源後又申請一獨佔性資源而沒法知足,則退出原佔有的資源。

  ● 打破佔有且申請條件:採用資源預先分配策略,即進程運行前申請所有資源,知足則運行,否則就等待,這樣就不會佔有且申請。

  ● 打破循環等待條件:實現資源有序分配策略,對全部設備實現分類編號,全部進程只能採用按序號遞增的形式申請資源。

 

死鎖避免和死鎖預防的區別

  死鎖預防是設法至少破壞產生死鎖的四個必要條件之一,嚴格的防止死鎖的出現;而死鎖避免則不那麼嚴格的限制產生死鎖的必要條件的存在,由於即便死鎖的必要條件存在,也不必定發生死鎖。死鎖避免是在系統運行過程當中注意避免死鎖的最終發生。

 

 

實例演示

下面經過一個例子對安全狀態和不安全狀態進行更深的瞭解 :
  

  如上圖所示系統處於安全狀態,系統剩餘3個資源,能夠把其中的2個分配給P3,此時P3已經得到了全部的資源,執行完畢後還能還給系統4個資源,此時系統剩餘5個資源因此知足(P2所需的資源不超過系統當前剩餘量與P3當前佔有資源量之和),同理P1也能夠在P2執行完畢後得到本身須要的資源。 
  若是P1提出再申請一個資源的要求,系統從剩餘的資源中分配一個給進程P1,此時系統剩餘2個資源,新的狀態圖以下:那麼是否還是安全序列呢那咱們來分析一下 
  

  系統當前剩餘2個資源,分配給P3後P3執行完畢還給系統4個資源,可是P2須要5個資源,P1須要6個資源,他們都沒法得到資源執行完成,所以找不到一個安全序列。此時系統轉到了不安全狀態。

相關文章
相關標籤/搜索