操作系統(tǒng)銀行家算法原理與實(shí)現(xiàn)
操作系統(tǒng)中死鎖會(huì)導(dǎo)致我們進(jìn)程的堵塞從而電腦死機(jī)等情況出現(xiàn)，我們是可以通過銀行家算法避免的，具體怎么實(shí)現(xiàn)呢。下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家整理了操作系統(tǒng)的死鎖銀行家算法的相關(guān)知識(shí)，希望對大家有幫助!
操作系統(tǒng)死鎖銀行家算法詳解
死鎖既然不好，我們就可以利用銀行家算法避免死鎖。
1.安全性算法
系統(tǒng)所執(zhí)行的安全性算法可描述如下：
(1) 設(shè)置兩個(gè)向量：
① 工作向量Work，它表示系統(tǒng)可提供給進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行所需的各類資源數(shù)目，它含有m個(gè)元素，在執(zhí)行安全算法開始時(shí)，Work:=Available。
② Finish，它表示系統(tǒng)是否有足夠的資源分配給進(jìn)程，使之運(yùn)行完成。開始時(shí)先做Finish[i]:=false;當(dāng)有足夠資源分配給進(jìn)程時(shí)，再令Finish[i]:=true。
(2) 從進(jìn)程集合中找到一個(gè)能滿足下述條件的進(jìn)程：
① Finish[i]=false;
② Need[i,j]≤Work[j];若找到，執(zhí)行步驟(3)，否則，執(zhí)行步驟(4)。
(3) 當(dāng)進(jìn)程Pi獲得資源后，可順利執(zhí)行，直至完成，并釋放出分配給它的資源，故應(yīng)執(zhí)行：
Work[j]:= Work[j]+Allocation[i,j];
Finish[i]:=true;
go to step (2);
(4) 如果所有進(jìn)程的Finish[i]=true都滿足，則表示系統(tǒng)處于安全狀態(tài);否則，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。
2.銀行家算法中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
(1) 可利用資源向量Available。這是一個(gè)含有m個(gè)元素的數(shù)組，其中的每一個(gè)元素代表一類可利用的資源數(shù)目，其初始值是系統(tǒng)中所配置的該類全部可用資源的數(shù)目，其數(shù)值隨該類資源的分配和回收而動(dòng)態(tài)地改變。如果Available[j]=K，則表示系統(tǒng)中現(xiàn)有Rj類資源K個(gè)。
(2) 最大需求矩陣Max。這是一個(gè)n×m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中n個(gè)進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程對m類資源的最大需求。如果Max[i,j]=K，則表示進(jìn)程i需要Rj類資源的最大數(shù)目為K。
(3) 分配矩陣Allocation。這也是一個(gè)n×m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中每一類資源當(dāng)前已分配給每一進(jìn)程的資源數(shù)。如果Allocation[i,j]=K，則表示進(jìn)程i當(dāng)前已分得R j類資源的數(shù)目為K。
(4) 需求矩陣Need。這也是一個(gè)n×m的矩陣，用以表示每一個(gè)進(jìn)程尚需的各類資源數(shù)。如果Need[i,j]=K，則表示進(jìn)程i還需要R j類資源K個(gè)，方能完成其任務(wù)。
上述三個(gè)矩陣間存在下述關(guān)系：
Need[i, j]=Max[i, j]-Allocation[i, j]
3.銀行家算法
設(shè)Request i是進(jìn)程Pi的請求向量，如果Request i[j]=K，表示進(jìn)程P i需要K個(gè)R j類型的資源。當(dāng)P i發(fā)出資源請求后，系統(tǒng)按下述步驟進(jìn)行檢查：
(1) 如果Request i[j]≤Need[i,j]，便轉(zhuǎn)向步驟(2);否則認(rèn)為出錯(cuò)，因?yàn)樗枰馁Y源數(shù)已超過它所宣布的最大值。
(2) 如果Request i[j]≤Available[j]，便轉(zhuǎn)向步驟(3);否則，表示尚無足夠資源，Pi須等待。
(3) 系統(tǒng)試探著把資源分配給進(jìn)程P i，并修改下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值：
Available[j]:= Available[j]-Request i[j];
Allocation[i,j]:= Allocation[i,j]+Request i[j];
Need[i,j]:= Need[i,j]-Request i[j];
(4) 系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法，檢查此次資源分配后系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。若安全，才正式將資源分配給進(jìn)程Pi，以完成本次分配;否則，將本次的試探分配作廢，恢復(fù)原來的資源分配狀態(tài)，讓進(jìn)程Pi等待。