辽宁省交通建设投资集团网站,个人网站备案备注范文,赣榆做网站,wordpress分类图标列表死锁的概念
在并发环境下#xff0c;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#xff0c;导致各进程都阻塞#xff0c;都无法向前推进的现象#xff0c;就是“死锁”。#xff08;死锁进程一定处于阻塞态#xff09;
死锁
各进程互相等待对方手里的资源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”。死锁进程一定处于阻塞态
死锁
各进程互相等待对方手里的资源导致各进程都阻塞无法向前推进的现象。
饥饿
由于长期得不到想要的资源某进程无法向前推进的现象。比如在短进程优先SPF算法
死循环
某进程执行过程中一直跳不出某个循环的现象。有时是因为程序逻辑bug 导致的有时是程序员故意设计的。
可能只有一个进程发生死循环。死循环的进程可以上处理机运行可以是运行态只不过无法像期待的那样顺利推进。死锁和饥饿问题是由于操作系统分配资源的策略不合理导致的而死循环是由代码逻辑的错误导致的。死锁和饥饿是管理者操作系统的问题死循环是被管理者的问题。
死锁产生的必要条件
1.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哲学家的筷子、打印机设备。
2.不剥夺条件
进程所获得的资源在未使用完之前不能由 其他进程强行夺走只能主动释放。
3.请求和保持条件
进程已经保持了至少一个资源但又提出了新的资源请求而该资源又被其他进程占有此时请求进程被阻塞但又对自己已有的资源保持不放
4.循环等待条件
存在一种进程资源的循环等待链链中的每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。
发生死锁时一定有循环等待但是发生循环等待时未必死锁
发生死锁的原因
1. 对系统资源的竞争
各进程对不可剥夺的资源如打印机的竞争可能引起死锁对可剥夺的资源CPU的竞争是不会引起死锁的
2. 进程推进顺序非法
请求和释放资源的顺序不当也同样会导致死锁。例如并发执行的进程P1、P2 分别申请并占有了资源R1、R2之后进程P1又紧接着申请资源R2而进程P2又申请资源R1两者会因为申请的资源被对方占有而阻塞从而发生死锁。
3. 信号量的使用不当也会造成死锁
如生产者-消费者问题中如果实现互斥的P操作在实现同步的P操作之前就有可能导致死锁。可以把互斥信号量、同步信号量也看做是一种抽象的系统资源
死锁的处理策略 不允许死锁发生 静态策略预防死锁 破坏死锁产生的四个必要条件中的一个或几个。 动态策略避免死锁 用某种方法防止系统进入不安全状态从而避免死锁银行家算法 允许死锁发生 死锁的检测和解除 允许死锁的发生不过操作系统会负责检测出死锁的发生然后采取某种措施解除死锁。 死锁预防:
1.破坏互斥条件 如果把只能互斥使用的资源改造为允许共享使用则系统不会进入死锁状态。比如: SPOOLing技术 互斥改共享 缺点 并不是所有的资源都可以改造成可共享使用的资源。并且为了系统安全很多地方还必须保护这种互斥性。因此很多时候都无法破坏互斥条件。 2.破坏不剥夺条件
方案一当某个进程请求新的资源得不到满足时它必须立即释放保持的所有资源待以后需要时再重新申请。也就是说即使某些资源尚未使用完也需要主动释放从而破坏了不可剥夺条件。----------------少了一个就全丢
缺点会饥饿
方案二当某个进程需要的资源被其他进程所占有的时候可以由操作系统协助将想要的资源强行剥夺。这种方式一般需要考虑各进程的优先级比如剥夺调度方式就是将处理机资源强行剥夺给优先级更高的进程使用-----------------优先级高的抢低的资源
缺点
1. 实现起来比较复杂。
2. 释放已获得的资源可能造成前一阶段工作的失效。因此这种方法一般只适用于易保存和恢复状态的资源如CPU。
3. 反复地申请和释放资源会增加系统开销降低系统吞吐量
4. 若采用方案一意味着只要暂时得不到某个资源之前获得的那些资源就都需要放弃以后再重新申请。如果一直发生这样的情况就会导致进程饥饿。
3.破坏请求和保持条件
可以采用静态分配方法
即进程在运行前一次申请完它所需要的全部资源在它的资源未满足前不让它投入运行。一旦投入运行后这些资源就一直归它所有该进程就不会再请求别的任何资源了。 缺点 有些资源可能只需要用很短的时间因此如果进程的整个运行期间都一直保持着所有资源就会造成严重的资源浪费资源利用率极低。 另外该策略也有可能导致某些进程饥饿。 也可以对静态分配进行改进允许一个进程只获得运行初期所需的资源后便开始运行
4.破坏循环等待条件
可采用顺序资源分配法
首先给系统中的资源编号规定每个进程必须按编号递增的顺序请求资源同类资源即编号相同的资源一次申请完。 缺点 不方便增加新的设备因为可能需要重新分配所有的编号 进程实际使用资源的顺序可能和编号递增顺序不一致会导致资源浪费 必须按规定次序申请资源用户编程麻烦。 死锁的避免
系统安全状态 安全序列 所谓安全序列就是指如果系统按照这种序列分配资源则每个进程都能顺利完成。只要能找出一个安全序列系统就是安全状态。当然安全序列可能有多个。 不安全状态 如果分配了资源之后系统中找不出任何一个安全序列系统就进入了不安全状态。这就意味着之后可能所有进程都无法顺利的执行下去 如果系统处于安全状态就一定不会发生死锁
安全一定无死锁
如果系统进入不安全状就未必就是发生了死锁但发生死锁时一定是在不安全状态
不安全未必死锁 1.银行家算法
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。(银行家算法只能看安不安全不能判断是不是死锁)
数据结构描述算法描述
安全性算法
死锁检测和解除
资源分配图
简化资源分配图
检测死锁的算法—— 简化资源分配图的方法
死锁定理
死锁定理如果某时刻系统的资源分配图是不可完全简化的那么此时系统死锁
补充并不是系统中所有的进程都是死锁状态用死锁检测算法化简资源分配图后还连着边的 那些进程就是死锁进
死锁的解除
1. 资源剥夺法
挂起暂时放到外存上某些死锁进程并抢占它的资源将这些资源分配给其他的死锁进程。但是应防止被挂起的进程长时间得不到资源而饥饿。
2. 撤销进程法 或称终止进程法
强制撤销部分、甚至全部死锁进程并剥夺这些进程的资源。这种方式的优点是实现简单但所付出的代价可能会很大。因为有些进程可能已经运行了很长时间已经接近结束了一旦被终止可谓功亏一篑以后还得从头再来。
3. 进程回退法
让一个或多个死锁进程回退到足以避免死锁的地步。这就要求系统要记录进程的历史信息设置还原点。
