操作系统 第五章 死锁（一）
作者：互联网
死锁（deadlock）定义：
在多道程序中，由于多个并发进程共享系统的资源，如果使用不当可能会造成一种僵局，即当某个进程提出资源的使用请求后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态，在无外力的作用下，这些进程将无法继续进行下去，这就是死锁。
产生死锁的环境：
1、多道程序设计技术
2、多个并发进程
3、资源共享（独占）
4、没有外力可以借助
使用不当造成的死锁示例
1、P、V操作不当
2、竞争资源
多个进程共享不可抢占的资源就可能引起死锁
3、进程申请顺序不当
发生进程的四个必要条件（1971年提出）
1、互斥条件
2、不剥夺条件
3、请求和保持
4、循环等待
死锁的危害
轻则系统资源利用率严重下降，重则系统崩溃
解决死锁的策略：
死锁的预防
静态的方法；在进程执行前采取的措施，通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件之一，防止发生死锁。
死锁的避免
动态的方法；在进程执行过程中采取的措施，不需事先采取限制措施破坏产生死锁的必要条件，而是在进程申请资源时用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。
死锁的检测和解除
这种方法预先并不采用任何限制措施，允许系统在运行过程中发生死锁。但可通过系统设置的检测机构及时检测死锁的发生，如检测到死锁，则采用撤销进程等死锁解除方法使系统正常工作。
死锁的检测和解除的提出原因：预防策略虽然可以杜绝死锁发生，但是它提出的策略可能会或多或少影响到系统效率。
思想：可以容忍死锁的发生，事后处理。
优点：灵活，效率高。
破坏死锁产生的必要条件
破坏互斥条件
这种方法是通过使用SPOOLing来解决问题的，SPOOLing让这个打印机变成了一个虚拟设备，当打印机正在被进程使用时，别的进程来申请，此时这个进程不会被阻塞，而是会在SPOOLing系统这提交一个申请表，相当于是在这排队，这样就间接破坏了死锁的互斥条件。
局限：破坏“互斥”比较困难，而且对很多资源行不通。
破坏不可剥夺条件
思想：允许进程还未执行完成时释放已经占有的资源
方法：
1、已经占有部分资源，还需要资源，如果得不到满足，则释放自己所占有的所有资源，以后再申请。
2、正在使用资源，有高优先级的进程请求相同资源，则低优先级进程放弃资源。
局限：实现困难，为例恢复现场需要耗费很多时间和空间，因此只适合类似CPU、存储器这样的资源。
破坏请求和保持条件
常常采用静态策略：进程创建时就由系统分配了所有需要的资源，然后才执行，并且以后没有资源申请要求，进程执行完后，释放资源。
缺点：系统效率低，并发性下降，资源浪费严重。
破坏循环等待条件：
方法：给资源编号，进程必须按序申请资源。
局限：
1、资源编号困难：尽管资源的按序分配方法消除了死锁的问题，但给资源编号很困难，很难满足每一个进程的要求。
2、资源的编号很难和进程申请资源的顺序一致：资源顺序分配法是按资源编号申请资源，可能与实际使用资源的顺序不一致，使得一些先申请的资源因暂时不用，而长时间闲置，降低了系统资源利用率。
结论：
死锁的预防是以破坏死锁产生的必要条件为基本方法，从而防止死锁发生的。其中由于对资源的申请加上了诸多的限制，因此这种策略虽有一定的效果，但其资源的利用率和效率比较低，很难令人满意。
死锁的避免
思想
允许死锁产生的条件存在，但通过动态的、明智的选择----在分配资源之前，系统判断假若满足进程的要求是否会发生死锁，如果会，资源就不予分配，从而确保永远不会到达死锁点，避免死锁的发生。
优点：比预防此略更为灵活实用，允许更多的并发，其资源利用率和效率也更高。
系统的状态
安全状态：指在某个时刻，当多个进程动态的申请资源时，如果存在一种顺序，使得系统按照这种顺序逐次地为每个进程分配资源后，每个进程都可以在最终得到最大需求量后，依次顺利地完成。
与安全状态相反的就是不安全状态。
避免死锁的关键就是：让系统在动态分配资源的过程中，不要进入不安全状态，
单银行家算法（Banker's Algorithm)
基本思想：借用了银行借贷系统的分配策略，基于这样的一些规则：
1、第一次申请需要声明最大资金需求量
2、满足最大需求后要及时归还资金
3、客户申请的贷款数量不超过它自己拥有的最大值时，银行要尽量满足客户需求。
标签：操作系统,申请,系统,破坏,死锁,第五章,进程,资源 来源： https://www.cnblogs.com/fate-/p/13210198.html