操作系統(tǒng)死鎖

　　操作系統(tǒng)中死鎖是必考的一個(gè)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(shí)，希望對(duì)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(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行過程中,因爭(zhēng)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(jìn)下去.此時(shí)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(jìn)程稱為死鎖進(jìn)程.

　　由于資源占用是互斥的，當(dāng)某個(gè)進(jìn)程提出申請(qǐng)資源后，使得有關(guān)進(jìn)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(yùn)行，這就產(chǎn)生了一種特殊現(xiàn)象死鎖。

　　一種情形，此時(shí)執(zhí)行程序中兩個(gè)或多個(gè)線程發(fā)生永久堵塞(等待)，每個(gè)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(gè)線程就發(fā)生了死鎖現(xiàn)象。

　　計(jì)算機(jī)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(cuò)誤等，則會(huì)導(dǎo)致進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)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?yàn)橄到y(tǒng)資源不足。

　　(2) 進(jìn)程運(yùn)行推進(jìn)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(jìn)程的資源請(qǐng)求都能夠得到滿足，死鎖出現(xiàn)的可能性就很低，否則

　　就會(huì)因爭(zhēng)奪有限的資源而陷入死鎖。其次，進(jìn)程運(yùn)行推進(jìn)順序與速度不同，也可能產(chǎn)生死鎖。

　　三、產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件

　　(1) 互斥條件：一個(gè)資源每次只能被一個(gè)進(jìn)程使用。

　　(2) 請(qǐng)求與保持條件：一個(gè)進(jìn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)，對(duì)已獲得的資源保持不放。

　　(3) 不剝奪條件:進(jìn)程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。

　　(4) 循環(huán)等待條件:若干進(jìn)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(gè)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(huì)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(gè)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(jì)、進(jìn)程調(diào)度等方面注意如何不讓這四個(gè)必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免進(jìn)程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。此外，也要防止進(jìn)程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源,在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，對(duì)進(jìn)程發(fā)出的每一個(gè)系統(tǒng)能夠滿足的資源申請(qǐng)進(jìn)行動(dòng)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(duì)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(hào)(例如打印機(jī)為1、磁帶機(jī)為2、磁盤為3、等等)，申請(qǐng)時(shí)必須以上升的次序。系統(tǒng)要求申請(qǐng)進(jìn)程：

　　1、對(duì)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(qǐng)完;

　　2、在申請(qǐng)不同類資源時(shí)，必須按各類設(shè)備的編號(hào)依次申請(qǐng)。例如：進(jìn)程PA，使用資源的順序是R1，R2; 進(jìn)程PB，使用資源的順序是R2，R1;若采用動(dòng)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(hào)為1，R2的編號(hào)為2;

　　PA：申請(qǐng)次序應(yīng)是：R1，R2

　　PB：申請(qǐng)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(qǐng)者對(duì)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(qǐng)者的請(qǐng)求，就滿足申請(qǐng)者的請(qǐng)求。

　　這樣申請(qǐng)者就可很快完成其計(jì)算，然后釋放它占用的資源，從而保證了系統(tǒng)中的所有進(jìn)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(jìn)程;

　　2、逐個(gè)撤消陷于死鎖的進(jìn)程，直到死鎖不存在;

　　3、從陷于死鎖的進(jìn)程中逐個(gè)強(qiáng)迫放棄所占用的資源，直至死鎖消失。

　　4、從另外一些進(jìn)程那里強(qiáng)行剝奪足夠數(shù)量的資源分配給死鎖進(jìn)程，以解除死鎖狀態(tài)