操作系統死鎖

操作系統死鎖

　　操作系統中死鎖是必考的一個題目。下面由學習啦小編為大家整理了操作系統的死鎖的相關知識，希望對大家有幫助!

　　一、操作系統死鎖的概念

　　所謂死鎖<DeadLock>: 是指兩個或兩個以上的進程在執行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象,若無外力作用,它們都將無法推進下去.此時稱系統處于死鎖狀態或系統產生了死鎖,這些永遠在互相等竺的進程稱為死鎖進程.

　　由于資源占用是互斥的，當某個進程提出申請資源后，使得有關進程在無外力協助下，永遠分配不到必需的資源而無法繼續運行，這就產生了一種特殊現象死鎖。

　　一種情形，此時執行程序中兩個或多個線程發生永久堵塞(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，這樣兩個線程就發生了死鎖現象。

　　計算機系統中,如果系統的資源分配策略不當，更常見的可能是程序員寫的程序有錯誤等，則會導致進程因競爭資源不當而產生死鎖的現象。

　　二、產生死鎖的原因

　　(1) 因為系統資源不足。

　　(2) 進程運行推進的順序不合適。

　　(3) 資源分配不當等。

　　如果系統資源充足，進程的資源請求都能夠得到滿足，死鎖出現的可能性就很低，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，也可能產生死鎖。

　　三、產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) 循環等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關系。

　　這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統發生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之

　　一不滿足，就不會發生死鎖。

　　四、死鎖的解除與預防

　　理解了死鎖的原因，尤其是產生死鎖的四個必要條件，就可以最大可能地避免、預防和解除死鎖。所以，在系統設計、進程調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，避免進程永久占據系統資源。此外，也要防止進程在處于等待狀態的情況下占用資源,在系統運行過程中，對進程發出的每一個系統能夠滿足的資源申請進行動態檢查，并根據檢查結果決定是否分配資源，若分配后系統可能發生死鎖，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劃。

　　(1)有序資源分配法

　　這種算法資源按某種規則系統中的所有資源統一編號(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;若采用動態分配有可能形成環路條件，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：申請次序應是：R1，R2

　　PB：申請次序應是：R1，R2

　　這樣就破壞了環路條件，避免了死鎖的發生

　　(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，如果系統現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，從而保證了系統中的所有進程都能完成，所以可避免死鎖的發生。

　　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量的資源分配給死鎖進程，以解除死鎖狀態