死锁相关问题

Posted 2021-03-05 benbenhan

死锁相关

一、什么是死锁？

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们将无法推进下去。

此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

系统发生死锁现象不仅浪费大量的系统资源，甚至导致整个系统崩溃，带来灾难性后果。

 

二、死锁产生的原因是什么？

死锁产生的四个必要条件

互斥使用：即当资源被一个线程使用（占有）时，别的线程不能使用

不可抢占：资源请求者不能强制从资源占有者手中夺取资源，资源只能由资源占有者主动释放

请求和保持：即当资源请求者在请求其他资源的同时保持对原油资源的占有

循环等待：即存在一个等待队列：P1占有P2的资源，P2占有P3的资源，P3占有P1的资源。这样就形成了一个等待环路。

产生原因

竞争资源引起进程死锁

当系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列等，其数目不足以满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。

三、如何避免（预防）和解决死锁？

  1. 死锁预防——有序资源分配

     这种算法资源按照某种规则将系统中的所有资源统一编号，申请时必须以上升的次序。系统要求申请流程：

     a. 对它所必须使用的而且属于同一类的所有资源，必须一次申请完

     b. 在申请不同类资源时，必须按照各类设备的编号依此申请。例如：进程PA，使用资源的顺序是R1，R2；进程PB，使用资源的顺序是R2，R1，若采用动态分配有可能形成环路条件，造成死锁。

采用有序资源分配法：R1的编号是1，R2的编号是2；

PA申请次序：R1，R2

PB申请次序：R1，R2

这样就破坏了环路条件，避免了死锁的发生

  2. 死锁预防——银行家算法

     把一个进程需要和已占有资源的情况记录在进程控制中，假定进程控制块PCB其中的状态有就绪态、等待态和完成态。当进程在处于等待态时，表示系统不能满足该进程当前的资源申请。“资源需求总量”表示进程在整个执行过程中总共要申请的资源量。显然，每个进程的资源需求总量不能超过系统拥有的资源总数，银行算法进行资源分配可以避免死锁。

   3. 死锁检测和解除

       a. 死锁检测

定时监测

效率低时检测

进程等待时检测

b. 死锁解除

最简单、最常用的方法是进行系统的重新启动，不过这种方法代价很大，它意味着在这之前所有的进程已经完成的计算工作都将付之东流，包括参与死锁的那些进程，以及未参与死锁的进程；

撤销进程，剥夺资源。终止参与死锁的进程，收回它们占有的资源，从而解决死锁。这时又分为两种情况：一次性撤销参与死锁的全部进程，剥夺全部资源；或者逐步撤销参与死锁的进程，逐步收回死锁进程占有的资源。一般来说，选择逐步撤销的进程时要按照一定的原则进行，目的是撤销那些代价最小的进程，比如按进程的优先级确定进程的代价；考虑进程运行时的代价和与此进程相关的外部作业的代价等因素；

进程回退策略，即让参与死锁的进程会退至没有发生死锁前的某一点处，并由此点处继续执行，以求再次执行时不再发生死锁。虽然这个较为理想的办法，但是操作起来系统开销极大，要求堆栈这样的机构来记录进程的每一步变化，以便今后的回退，有时是无法做到的。

参考链接：

https://blog.csdn.net/changfengxia/article/details/80313822?depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task&utm_source=distribute.pc_relevant.none-task