操作系统王道考研 p28-31 死锁的概念死锁的处理决策：预防避免检测和解除死锁

Posted 2021-12-30 karshey

死锁的概念
死锁的处理决策：预防死锁
死锁的处理决策：避免死锁
死锁的处理决策：检测和解除

知识总览

什么是死锁

哲学家进餐问题的每个哲学家先拿起左边的筷子，且都无法拿到右边的筷子，这些进程都在因等待筷子资源而被阻塞，就死锁了。

即，每个人都占有一个资源，同时又在等待另一个人手里的资源，就发生了“死锁”。

在并发环境下，各进程因竞争资源而造成的一种互相等待对方手里的资源，导致各进程都阻塞，都无法向前推进的现象，就是==“死锁”==。发生死锁后若无外力干涉，这些进程都将无法向前推进。

死锁VS饥饿VS死循环

死锁：进程都在等资源。（不调整就会一起饿死）
饥饿：一个进程等了很久。（可能之后等到了，也可能没等到）
死循环：如其名。是写程序的人的问题。

死锁产生的必要条件

四个条件：互斥条件、不剥夺条件、请求和保持条件、循环等待条件。

互斥条件让进程得以独占资源，不剥夺让进程不被剥夺资源，请求和保持让进程再请求等待别的资源并不放弃自己的资源，循环等待让进程占有的被一个资源都是另一个进程所需要的。

什么时候会发生死锁

死锁的处理策略

静态策略：预防死锁

破坏互斥条件

互斥条件：只有对必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁。
如果把只能互斥使用的资源改造成允许共享使用，就不会死锁，如SPOOLing技术。

缺点：很多时候无法破坏互斥条件。有的资源无法改造，有时候是为了系统安全。

破坏不剥夺条件

不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用前，不能由其他进程强行夺走，只能主动释放。

破坏请求和保持条件

破坏循环等待条件

动态策略：避免死锁

安全序列、不安全状态、死锁的联系

银行家算法（重要！）

核心思想：在进程提出资源申请时，先预判此次分配是否会导致系统进入不安全状态，如果会进入不安全状态，就暂时不答应这次请求，让该进程先阻塞等待。

一些实现：

可以这样理解：
已知n个进程还需要的资源数量Need和当前空闲的资源数量Available。
如果空闲的资源数量Available满足任意一个进程的Need，那就给它用，用完后就可以释放已经分配给该进程的资源Allocation。
一直这样操作下去，如果能把所有进程都运行完，就是安全的。
如果不能运行完， 且当前的Available无法满足任意的Need，那就死锁了。

死锁的检测和解除

检测

资源分配图：
P->R:申请资源，P告诉R“我想要资源。”
R->P:分配资源，R告诉P“给你资源。”

用上面的Available，Need，Allocation来说：
每一次Available可以满足Need，就释放Allocation，即删除对应R与P的所有连线。
到最后如果还有线说明走到这里走不动了，Available无法满足Need，死锁了。即，化简完后还有边的进程是死锁的进程。

解除

三种方法的通俗解释：
资源剥夺：不给死锁进程分配资源，这样Available会变大，说不定就可以满足所有Need，就不死锁了。
撤销进程：解决不了死锁，就解决死锁的进程。
进程回退：倒回去看看是哪里出现了问题。

总结