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操作系统:死锁的产生、条件、和解锁

(2009-04-22 00:44:10)
标签:

杂谈

分类: 学习

deadlocks(死锁)  

所谓死锁<DeadLock>: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等竺的进程称为死锁进程.

  由于资源占用是互斥的,当某个进程提出申请资源后,使得有关进程在无外力协助下,永远分配不到必需的资源而无法继续运行,这就产生了一种特殊现象死锁。
  一种情形,此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞(等待),每个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。例如,如果线程A锁住了记录1并等待记录2,而线程B锁住了记录2并等待记录1,这样两个线程就发生了死锁现象。
  计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当,更常见的可能是程序员写的程序有错误等,则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。

 产生死锁的原因主要是:

  (1) 因为系统资源不足。
  (2) 进程运行推进的顺序不合适。
  (3) 资源分配不当等。
  如果系统资源充足,进程的资源请求都能够得到满足,死锁出现的可能性就很低,否则
  就会因争夺有限的资源而陷入死锁。其次,进程运行推进顺序与速度不同,也可能产生死锁。

 产生死锁的四个必要条件:

  (1) 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
  (2) 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
  (3) 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
  (4) 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
  这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之
  一不满足,就不会发生死锁。

 死锁的解除与预防

  理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源,在系统运行过程中,对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查,并根据检查结果决定是否分配资源,若分配后系统可能发生死锁,则不予分配,否则予以分配 。因此,对资源的分配要给予合理的规划。
  一、有序资源分配法
  这种算法资源按某种规则系统中的所有资源统一编号(例如打印机为1、磁带机为2、磁盘为3、等等),申请时必须以上升的次序。系统要求申请进程:
  1、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;
  2、在申请不同类资源时,必须按各类设备的编号依次申请。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的编号为1,R2的编号为2;
  PA:申请次序应是:R1,R2
  PB:申请次序应是:R1,R2
  这样就破坏了环路条件,避免了死锁的发生
  二、银行算法
  避免死锁算法中最有代表性的算法是Dijkstra E.W 于1968年提出的银行家算法:
  该算法需要检查申请者对资源的最大需求量,如果系统现存的各类资源可以满足申请者的请求,就满足申请者的请求。
  这样申请者就可很快完成其计算,然后释放它占用的资源,从而保证了系统中的所有进程都能完成,所以可避免死锁的发生。

 死锁排除的方法

  1、撤消陷于死锁的全部进程;
  2、逐个撤消陷于死锁的进程,直到死锁不存在;
  3、从陷于死锁的进程中逐个强迫放弃所占用的资源,直至死锁消失。
  4、从另外一些进程那里强行剥夺足够数量的资源分配给死锁进程,以解除死锁状态

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