OS-2-5-死锁
2021-08-18 19:37:23 14 举报AI智能生成
操作系统 第二章 第5节 死锁 知识点梳理
作者其他创作
大纲/内容
避免死锁
安全序列
存在一个或多个序列，使得系统如果按照该序列分配资源，每个进程都能顺利完成。
存在安全序列的状态称为安全状态
安全状态必然不会死锁
系统不安全状态
如果完成一次分配后，系统中找不到任何一个安全序列，称此时系统进入了不安全状态
即可能所有进程都不能顺利执行
若部分进程归还了一些资源，系统可能回到安全状态
死锁时系统必然处于不安全状态
银行家算法
分析当前的分配是否会导致系统进入不安全状态
若会，则拒绝此次分配
将系统的资源组织为向量，有多少种资源，向量就是多少维
尝试找到一个安全序列
检查剩余可用资源是否可以满足某个进程的最大需求
若不可，则进入了不安全状态
若可，则将该进程加入安全序列，<br>已分配资源加入可用资源，回到第一步<br>直到所有进程均加入安全序列<br>
实际做题时，若多个进程都可以满足，则可以直接将其全部纳入安全序列，并回收资源
代码实现
检测和解除
检测
定义一种图结构<br>资源分配图<br>
具有两种结点
进程结点
资源节点：一个结点代表一种资源，其存量由值表示
具有两种边
进程→资源：请求边
资源→进程：分配边
死锁检测算法
以此消除与不阻塞进程相连的边，直到无边可消<br>
不阻塞进程指申请资源可以满足的进程
死锁定理：若图不可完全简化，则形成的回路包含的进程就是死锁进程
可完全简化的图不会死锁
解除
资源剥夺
撤销进程
进程回退
处理原则
优先级低者被处理
执行时间短者被处理
剩余时间长者被处理
使用资源多者被处理
批处理者被处理(相对于交互式)
基本概念
各个进程因等待其他进程占有的资源，而导致全体阻塞，无法执行的现象<br>
死锁不能自行解除，必须外部干涉
Cmp<br>
饥饿 vs 死锁
死循环 vs 死锁<br>
死锁的必要条件(4)<br>必须同时满足<br>
互斥条件：进程争抢<font color="#F44336">互斥</font>资源
不可剥夺：资源只能由进程自身释放，不可剥夺
请求和保持：至少已经占有了一个资源，又请求了一个已被占有的资源
循环等待：存在资源的循环等待链，即进程已获得的资源被下一个进程请求
循环等待只在每种资源只有一个时成为死锁的充分条件
仅循环等待不一定死锁，死锁必然循环等待<br>
产生死锁环境<br>
各进程对不可剥夺资源的竞争<br>
CPU是可剥夺的，不会导致死锁
进程执行顺序非法、请求/释放资源顺序不当
信号量使用不当
将信号量也可看做系统资源
死锁的处理策略
不允许死锁发生
预防死锁（静态策略）
破坏一个或几个条件
避免死锁（动态策略）
用特定方法防止系统进入不安全状态
银行家算法
允许死锁发生<br>
死锁检测和接触
系统负责检测并解除死锁
预防死锁
破坏互斥条件
取消互斥资源的互斥限制<br>
OS可以用SPOOLing技术把互斥设备在逻辑上改为共享设备
适用范围窄，很多时候不适用
破坏不可剥夺条件
进程请求不到新资源时释放已获得的资源，留到以后重新申请
在优先级情况下，可由OS剥夺其他进程占有的正被请求的资源<br>
实现复杂，可能造成工作失效，降低系统吞吐量、（第一种方法）可能导致饥饿
破坏请求和保持
静态分配方法：进程要么不被分配资源，要么获得请求的全部资源<br>获得资源后直到运行结束都不会释放<br>
可能造成饥饿
对于部分使用率低的资源，造成极大的浪费
破坏循环等待
顺序资源分配法：对资源编号，规定进程必须按编号<br>递增顺序请求资源，同类资源(编号相同)一次申请完<br>
占有小编号资源时，才有资格申请大编号资源<br>占有大编号资源时，无权申请小编号资源
不便于增设新资源，或需全部重分配编号
进程实际使用资源的顺序和编号或不同<br>导致浪费<br>
用户编程困难
职业：暂无
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