操作系统(5) 死锁的基本介绍及预防策略

叁歲伎倆 2022-12-31 01:13 228阅读 0赞

# 死锁 #

### 文章目录 ###

*  死锁
 *   *  一、死锁的概念
     *   *  1. 死锁、饥饿、死循环的区别
         *  2. 死锁产生的必要条件
         *  3. 死锁的处理策略
     *  二、死锁的处理策略 --- 预防死锁
     *  三、死锁的处理策略 --- 避免死锁
     *   *  1. 安全序列的介绍
         *  2. 银行家算法
     *  四、死锁的处理策略 --- 死锁的检测与解除
     *   *  1. 死锁的检测
         *  2. 死锁的解除
         *  3. 知识回顾

## 一、死锁的概念 ##

### 1. 死锁、饥饿、死循环的区别 ###

(1) 死锁：各进程互相等待对方手里的资源，导致各进程都阻塞，无法向前推进  
(2) 饥饿：长期得不到想要的资源，某进程无法向前推进  
(3) 死循环：某进程执行过程中一直跳不出某个循环  
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### 2. 死锁产生的必要条件 ###

产生死锁必须同时满足以下四个条件，若有一个不满足，死锁就不会发生

(1) 互斥条件：对互斥使用的资源的争夺才会导致死锁  
(2) 不剥夺条件：进程获得的资源在未使用完之前，不能由其他进程强行夺走，只能主动释放  
(3) 请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又 被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但又对自己已有的资源保持不放  
(4) 循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中的每一个进程已获得的资源同时被 下一个进程所请求

注意：发生死锁时一定有循环等待，但是发生循环等待时未必死锁

### 3. 死锁的处理策略 ###

(1) 预防死锁：破坏死锁产生的四个必要条件中的一个或几个  
(2) 避免死锁：用某种方法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁  
(3) 死锁的检测和解除：允许死锁的发生，操作系统检测出死锁后，会采取措施解除死锁

1.  知识回顾

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## 二、死锁的处理策略 — 预防死锁 ##

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## 三、死锁的处理策略 — 避免死锁 ##

### 1. 安全序列的介绍 ###

所谓安全序列，就是指如果系统按照这种序列分配资源，则每个进程都能顺利完成，只要能找 出一个安全序列，系统就是安全状态 (安全序列可能有多个)

如果分配了资源以后，系统中找不出任何一个安全序列，系统就进入了不安全状态，这就意味 着之后可能所有进程都无法顺利的执行下去

注意：

(1) 如果系统处于安全状态，就一定不会发生死锁  
(2) 如果系统进入不安全状态，就可能发生死锁  
(3) 处于不安全状态未必会发生死锁，但发生死锁时一定处于不安全状态

### 2. 银行家算法 ###

思想：在资源分配之前预先判断这次分配是否会导致系统进入不安全状态，由此决定是否答应 资源分配请求

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![在这里插入图片描述][202012271037089.png]

注：如果银行家算法是安全性算法，说明此时系统处于安全状态，不会发生死锁

## 四、死锁的处理策略 — 死锁的检测与解除 ##

### 1. 死锁的检测 ###

为了能对系统是否发生了死锁进行检测，必须：

(1) 用资源分配图保存资源的请求和分配信息  
(2) 提供一种算法，利用上述信息检测系统是否进入死锁状态

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P2进程请求1个资源，但R1的3个资源都已经分配出去，无法执行；P1进程请求1个资 源，R2剩余1个资源，P1执行；P1执行完毕之后，释放自身的所有资源，P1的三条边全 部消除；R1剩余的资源可满足P2进程；P2进程执行，P2的三条边全部消除

注意：

(1) 如果按照上述过程可以消除所有的边，表示此图可完全简化，不会发生死锁  
(2) 如果不能消除所有的边，说明发生了死锁  
(3) 最终还连着边的那些进程就是死锁进程

### 2. 死锁的解除 ###

一旦检测出死锁的发生，就应该立即解除死锁，解除死锁的方法有：

(1) 资源剥夺法

挂起某些死锁进程，并抢占它的资源，将这些资源分配给其他的死锁进程；但是应防止被 挂起的进程长时间得不到资源而饥饿

(2) 撤销进程法

强制撤销部分甚至全部死锁进程，并剥夺这些进程的资源

(3) 进程回退法

让死锁进程回退到足以避免死锁的地步 (这就要求系统记录历史信息、设置还原点)

### 3. 知识回顾 ###

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