操作系統(tǒng)死鎖
操作系統(tǒng)死鎖
操作系統(tǒng)中死鎖是必考的一個題目。下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家整理了操作系統(tǒng)的死鎖的相關(guān)知識，希望對大家有幫助!
一、操作系統(tǒng)死鎖的概念
所謂死鎖<DeadLock>: 是指兩個或兩個以上的進程在執(zhí)行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象,若無外力作用,它們都將無法推進下去.此時稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖,這些永遠(yuǎn)在互相等竺的進程稱為死鎖進程.
由于資源占用是互斥的，當(dāng)某個進程提出申請資源后，使得有關(guān)進程在無外力協(xié)助下，永遠(yuǎn)分配不到必需的資源而無法繼續(xù)運行，這就產(chǎn)生了一種特殊現(xiàn)象死鎖。
一種情形，此時執(zhí)行程序中兩個或多個線程發(fā)生永久堵塞(等待)，每個線程都在等待被其他線程占用并堵塞了的資源。例如，如果線程A鎖住了記錄1并等待記錄2，而線程B鎖住了記錄2并等待記錄1，這樣兩個線程就發(fā)生了死鎖現(xiàn)象。
計算機系統(tǒng)中,如果系統(tǒng)的資源分配策略不當(dāng)，更常見的可能是程序員寫的程序有錯誤等，則會導(dǎo)致進程因競爭資源不當(dāng)而產(chǎn)生死鎖的現(xiàn)象。
二、產(chǎn)生死鎖的原因
(1) 因為系統(tǒng)資源不足。
(2) 進程運行推進的順序不合適。
(3) 資源分配不當(dāng)?shù)取?/p>
如果系統(tǒng)資源充足，進程的資源請求都能夠得到滿足，死鎖出現(xiàn)的可能性就很低，否則
就會因爭奪有限的資源而陷入死鎖。其次，進程運行推進順序與速度不同，也可能產(chǎn)生死鎖。
三、產(chǎn)生死鎖的四個必要條件
(1) 互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。
(2) 請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。
(3) 不剝奪條件:進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。
(4) 循環(huán)等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。
這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之
一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。
四、死鎖的解除與預(yù)防
理解了死鎖的原因，尤其是產(chǎn)生死鎖的四個必要條件，就可以最大可能地避免、預(yù)防和解除死鎖。所以，在系統(tǒng)設(shè)計、進程調(diào)度等方面注意如何不讓這四個必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免進程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。此外，也要防止進程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源,在系統(tǒng)運行過程中，對進程發(fā)出的每一個系統(tǒng)能夠滿足的資源申請進行動態(tài)檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否分配資源，若分配后系統(tǒng)可能發(fā)生死鎖，則不予分配，否則予以分配 。因此，對資源的分配要給予合理的規(guī)劃。
(1)有序資源分配法
這種算法資源按某種規(guī)則系統(tǒng)中的所有資源統(tǒng)一編號(例如打印機為1、磁帶機為2、磁盤為3、等等)，申請時必須以上升的次序。系統(tǒng)要求申請進程：
1、對它所必須使用的而且屬于同一類的所有資源，必須一次申請完;
2、在申請不同類資源時，必須按各類設(shè)備的編號依次申請。例如：進程PA，使用資源的順序是R1，R2; 進程PB，使用資源的順序是R2，R1;若采用動態(tài)分配有可能形成環(huán)路條件，造成死鎖。
采用有序資源分配法：R1的編號為1，R2的編號為2;
PA：申請次序應(yīng)是：R1，R2
PB：申請次序應(yīng)是：R1，R2
這樣就破壞了環(huán)路條件，避免了死鎖的發(fā)生
(2)銀行算法
避免死鎖算法中最有代表性的算法是Dijkstra E.W 于1968年提出的銀行家算法：
該算法需要檢查申請者對資源的最大需求量，如果系統(tǒng)現(xiàn)存的各類資源可以滿足申請者的請求，就滿足申請者的請求。
這樣申請者就可很快完成其計算，然后釋放它占用的資源，從而保證了系統(tǒng)中的所有進程都能完成，所以可避免死鎖的發(fā)生。
死鎖排除的方法
1、撤消陷于死鎖的全部進程;
2、逐個撤消陷于死鎖的進程，直到死鎖不存在;
3、從陷于死鎖的進程中逐個強迫放棄所占用的資源，直至死鎖消失。
4、從另外一些進程那里強行剝奪足夠數(shù)量的資源分配給死鎖進程，以解除死鎖狀態(tài)