死锁的检测与解除C语言代码(优选材料)
死锁的检测与解除C语言代码
if(i>0)
break;
printf("%2d",available[j]);
}
printf("\n");
}
}
主要数据结构
和银行家算法类似,需要建立相应的数组 int allocation[M][M]; int request[M][M]; int available[M]; int line[M]; //管理不占用资源的进程 int no[M]; //记录造成死锁的进程 int work[M];
流程图
否
开始 输入总进程
数 输入资源数
输入 Allocation 矩阵
输入 Request 矩阵
输入 available 矩阵
是否发生死锁 是
死锁解除
结束
运行结果
图(1)不会发生死锁时 图(1)当发生死锁时
附录
源代码如下:
# include "stdio.h" # define M 50 int allocation[M][M]; int request[M][M]; int available[M]; int line[M]; int no[M]; int n,m,i,j,f,a=0; main() {
if(f==0) { printf("该系统将发生死锁!\n");
printf("造成死锁的进程为:"); for(i=0;i<n;i++) printf("%2d",no[i]); printf("\n"); remove(); show(); } else{ printf("不会发生死锁!\n"); }
计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)
计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案第一章1. 操作系统的定义操作系统是一种软件,它管理着计算机系统的硬件和软件资源,并为用户和应用程序提供接口,以方便他们的使用。
2. 操作系统的功能操作系统具有以下功能:- 进程管理:负责创建、执行和终止进程,并管理它们的资源分配。
- 存储管理:管理计算机系统的内存资源,包括内存分配、虚拟内存和页面置换等。
- 文件系统管理:管理计算机系统中的文件和文件夹,包括文件的存储、读写和保护等。
- 设备管理:负责管理计算机系统中的各种设备,如打印机、键盘和鼠标等。
- 用户接口:提供用户与计算机系统进行交互的接口,如命令行界面和图形用户界面。
3. 操作系统的类型操作系统可以分为以下类型:- 批处理操作系统:按照一系列预先定义的指令集来运行任务。
- 分时操作系统:多个用户可以同时使用计算机系统。
- 实时操作系统:对任务的响应时间要求非常高,用于控制系统和嵌入式系统。
- 网络操作系统:支持多台计算机之间的通信和资源共享。
- 分布式操作系统:在多台计算机上分布式地管理和调度任务。
第二章1. 进程与线程的区别进程是计算机系统中正在运行的程序实例,而线程是进程内的一个执行单元。
进程拥有独立的地址空间和资源,而线程共享进程的地址空间和资源。
多个线程可以在同一进程内并发执行,从而提高系统的效率和资源利用率。
2. 进程的状态转换进程可以处于以下状态:- 创建状态:进程正在被创建。
- 就绪状态:进程准备好执行,等待分配CPU资源。
- 运行状态:进程占用CPU资源执行。
- 阻塞状态:进程等待某种事件发生。
- 终止状态:进程完成执行或被终止。
3. 进程调度算法操作系统使用进程调度算法来决定哪个进程应该被执行。
常见的调度算法有:- 先来先服务(FCFS)调度算法:按照进程到达的顺序进行调度。
- 最短作业优先(SJF)调度算法:选择运行时间最短的进程进行调度。
死锁检测算法
死锁检测算法⽬录Tips:建议打开word【导航视图】与批注阅读,数据结构部分的代码编辑在【批注】内。
拓展实验4:死锁检测算法1. 实验⽬的分析操作系统的核⼼功能模块,理解相关功能模块实现的数据结构和算法,并加以实现,加深对操作系统原理和实现过程的理解。
本次实验:通过c语⾔模拟实现死锁检测算法。
⼆、实验内容模拟死锁检测算法1.数据输⼊:"资源分配表"⽂件,每⼀⾏包含资源编号、进程编号两项(均⽤整数表⽰,并⽤空格分隔开),记录资源分配给了哪个进程。
"进程等待表"⽂件,每⼀⾏包含进程编号、资源编号两项(均⽤整数表⽰,并⽤空格分隔开),记录进程正在等待哪个资源。
下⾯是⼀个⽰例:资源分配表:1 12 23 3进程等待表:1 22 33 12.处理要求:程序运⾏时,⾸先提⽰"请输⼊资源分配表⽂件的⽂件名:";再提⽰"请输⼊进程等待表⽂件的⽂件名:"。
输⼊两个⽂件名后,程序将读⼊两个⽂件中的有关数据,并按照死锁检测算法进⾏检测。
3.输出要求:第⼀⾏输出检测结果:有死锁或⽆死锁。
第⼆⾏输出进程循环等待队列,即进程编号(如果有死锁)。
三、实现思路死锁检测机制:(1)为每个进程和每个资源指定唯⼀编号(2)设置⼀张资源分配状态表,每个表⽬包含资源号和占有该资源的进程号两项,资源分配表中记录了每个资源正在被哪个进程所占。
(3)设置⼀张进程等待分配表,每个表⽬包含进程号和该逃程所等待的资源号两项。
(4)死锁检测法:当任⼀进程申请⼀个已被其他进程占⽤的资源时,进⾏死锁检测。
检测算法通过反复查找资源分配表和进程等待表,来确定进程对资源的请求是否导致形成环路,若是,便确定出现死锁。
四、主要的数据结构//头⽂件与宏定义#include<stdio.h>//进程结构体定义typedef struct node//初始化函数void initial()//读⼊数据⽂件int readData()//输出所读⼊的数据cout<<endl<<endl<<"输出所读⼊的数据"<<endl;//检测void check()//显⽰信息函数void version()//主函数void main()五、算法流程图六、运⾏与测试资源分配表导⼊:进程等待表导⼊:被读⼊⽂件的存放⽬录:死锁检测:七、总结每种类型⼀个资源的死锁检测算法是通过检测有向图是否存在环来实现,从⼀个节点出发进⾏深度优先搜索,对访问过的节点进⾏标记,如果访问了已经标记的节点,就表⽰有向图存在环,也就是检测到死锁的发⽣。
数据库中死锁的检测与解决方法
数据库中死锁的检测与解决方法死锁是数据库中常见的并发控制问题,指的是两个或多个事务在互相等待对方释放资源或锁的状态,导致所有事务无法继续执行的情况。
数据库中的死锁会导致资源浪费、系统性能下降甚至系统崩溃。
因此,死锁的检测与解决方法是数据库管理中非常重要的一环。
1. 死锁的检测方法死锁的检测旨在及时发现死锁并采取措施进行解决。
以下是几种常见的死锁检测方法。
1.1 死锁检测图算法死锁检测图算法是通过构建资源分配图以及等待图来检测死锁。
资源分配图以资源为节点,以事务与资源之间的分配关系为边;等待图以事务为节点,以事务之间等待请求关系为边。
如果存在一个循环等待的环,那么就可以判断系统中存在死锁。
可以采用深度优先搜索或广度优先搜索的算法遍历图,查找是否存在环。
1.2 超时监控方法超时监控方法是通过设定一个时间阈值,在事务等待资源的过程中进行计时。
如果某个事务等待资源的时间超过阈值,系统将判断该事务可能存在死锁,并采取相应的措施解锁资源。
1.3 等待图算法等待图算法是通过分析等待图来检测死锁。
等待图的构建是以事务为节点,以资源之间的竞争关系为边。
如果图中存在一个有向环,那么就可以判断系统中存在死锁。
2. 死锁的解决方法一旦死锁被检测到,必须采取措施加以解决。
以下是几种常见的死锁解决方法。
2.1 死锁剥夺死锁剥夺是通过终止一个或多个死锁事务来解决死锁。
首先需要选择一个死锁事务,然后终止该死锁事务并释放其所占用的资源。
这种方法会造成一些事务的回滚,需要谨慎操作。
2.2 死锁预防死锁预防是通过对资源的分配与释放进行约束,从而避免死锁的发生。
例如,可以采用事务串行化,即每次只允许一个事务执行;或者采用事务超时,即设定一个时间阈值,如果事务等待时间超过阈值,则自动结束事务。
2.3 死锁检测与恢复死锁检测与恢复是在发生死锁后,通过死锁检测算法找到死锁并进行恢复。
方法可以是终止一个或多个死锁事务,也可以是通过资源抢占来解除死锁。
操作系统实验报告七
操作系统实验报告七一、实验目的1、死锁如何发生,如何在我们的内核中引发死锁。
2、针对情况解决我们程序的死锁,以及了解更科学的死锁解决方式。
二、实验过程(一)死锁的出现首先编辑src/main.rs,在not_main()函数的空循环中调用print!宏:1、loop{}中print!宏与handle_uart0_rx_irq()中print!宏竞争检查src/interrupts.rs中的handle_uart0_rx_irq()函数,可以看到我们之前写了一个输入中断回调函数,在函数中调用了print!宏输出信息。
直接编译并运行,预期在输入时触发死锁。
不停地乱序敲击键盘,此时有概率出现卡死,按键无法再次输入内容,即触发死锁现象。
2、loop{}中print!宏与handle_timer_irq()中print!宏竞争检查src/interrupts.rs中的handle_timer_irq()函数,可以看到我们之前写了一个时间中断回调函数,在函数中调用了print!宏打点。
但它之前被我们注释掉了,因此我们取消注释:然后我们编译并运行,预期在打第一个点时会触发死锁。
(二)死锁的简单处理为了防止出现死锁,一个简单的办法是在使用锁时禁止中断。
但需要注意的是禁用中断会增加中断响应延迟,而中断响应延迟一个非常重要的性能指标。
所以只能在短时间内禁用中断。
1、编辑src/uart_console/mod.rs,引入asm!宏。
2、编辑src/uart_console/mod.rs中的_print()函数,在处理输入时先关闭中断,再打开。
三、测试及分析两种情况下,死锁均已消失四、心得体会在单进程系统中,死锁更多的发生于进程对某一资源的竞争现象。
例如我们在实验中中断等输出函数对uart硬件资源争夺。
而多进程中的死锁更多的发生于两个不同进程发生了相互调用或资源竞争,互相等待对方结束进程的情况。
这时候我们称系统产生了死锁或系统处于死锁状态。
操作系统中的死锁检测
死锁的检测【 4 】 . 关于 j a v a多线程程序 中的死锁检测, 无 论是静态
方 法【 5 ' 6 】 还是 动态方法[ 7 , 8 1 ,过去都 已经做 过大量研 究.
而且 目前 已经有 比较成熟 的工具可 以直接检查 i a v a 程
序 中的死锁,如 i s t a c k 、 l o c k s t a t 等.由于操作系统代码
l 引言
为了充分发挥 c p u 多核的性能, 并发程序设计 已 经十分广 泛,但是开 发并 发程序面 临很 多挑 战,死锁 就是其 中的一 个. 在设备驱 动错 误 中有 1 9 %的错误是
由于并 发导致 的【 l J ,在 这些并发 错误 中 7 2 %( 6 7 / 9 3 )  ̄
 ̄
图 2描述 了本文采用的获得锁 持有者算法: ( 1 )当进程加锁的时候, 将 i a , l o c kt y pe ,r e s o u r c e
_ —
图1 描述 了本文采用 的死锁检测算法 : ( 1 )每 隔一 定时间( s e a r c hc y c l e指 定) 检 查锁 持有
计 算 机 系 统 应 用
部分介绍如何获 得锁 的等待 者. 第 5部分根据第 3 、4 部分的结果判 断是否形成循环等待 图. 第 6部分是实 验 结果.第 7部分将对论文进行总结.
任何源程序和库 函数. s y s t e mt a p既可 以在 函数 的入 口处进行探测, 也可 以在 函数 的出 口处进行探测.若在加锁 函数 退出的地 方进行 探测,那 么就可 以获得锁 的持有者信 息,因为 只有成功获得锁,进程( 本论文对线程与进程不区分对 待) 才能从加锁 函数中退 出,否则便处于等待状态 . 为 了 唯一 标 识 进 程 加 锁 和 解 锁 操 作 ,使 用 由进 程 号 ( p 、锁类型( 1 o c kt y p e ) 、资源地址( r e s o u r c ea d d r ) 组
死锁问题及其解决方法
死锁问题及其解决方法一、死锁的介绍死锁(Deadlocks)通常发生在两个或多个进程(sessions)对被彼此锁住的资源发出请求的情况下。
其最常见的锁的类型为:行级锁(row-level locks)和块级锁(block-level locks)。
ORACLE会自动侦察到死锁情况,并通过回滚其中一个造成死锁的语句,从而释放其中一个锁来解决它,如上图中的C时间所示。
需要说明的,如果一个事务中的某个语句造成死锁现象,回滚的只是这个语句而不是整个事务。
二、行级死锁及其解决方法行级锁的发生如下图所示,在A时间,Transacrion1和Transction2分别锁住了它们要update的一行数据,没有任何问题。
但每个Transaction都没有终止。
接下来在B时间,它们又试图update当前正被对方Transaction锁住的行,因此双方都无法获得资源,此时就出现了死锁。
之所以称之为死锁,是因为无论每个Transaction等待多久,这种锁都不会被释放。
行级锁的死锁一般是由于应用逻辑设计的问题造成的,其解决方法是通过分析trace文件定位出造成死锁的SQL语句、被互相锁住资源的对象及其记录等信息,提供给应用开发人员进行分析,并修改特定或一系列表的更新(update)顺序。
以下举例说明出现行级死锁时如何定位问题所在。
1.环境搭建create table b (b number);insert into b values(1);insert into b values(2);commit;session1: update b set b=21 where b=2;session2: update b set b=11 where b=1;session1: update b set b=12 where b=1;session2: update b set b=22 where b=2;此时出现死锁现象。
死锁实验报告
操作系统实验二报告一.实验名称:死锁的检测与解除二.实验目的:观察死锁产生的条件,并使用适当的算法,有效的防止和避免死锁的发生。
三.实验内容:死锁的检测算法:1.找出不再申请资源的进程,将它们所占的资源与系统中还剩余的资源加在一起作为“可分配的资源”,同时对这些进程置标志;2.检测所有无标志的进程,找出一个所需资源量不超过“可分配的资源”量的进程,将其所占用的资源添加到“可分配的资源”中,同时为该进程置标志;重复2)直到所有进程均有标志或无标志的进程的所需资源量均超过“可分配的资源”量;3.若进程均有标志,说明系统当前不存在死锁;若存在无标志的进程,则表示系统当前已有死锁形成,这些无标志的进程就是一组处于死锁状态的进程。
死锁的解除:当死锁检测程序检测到有死锁存在时,一般采用两种方式来解除死锁:1.终止进程:终止一个或多个涉及死锁的进程的执行,收回它们所占的资源再分配。
2.抢夺资源:从涉及死锁的一个或几个进程中抢夺资源,把夺来的资源再分配给卷入死锁的其他进程,直到死锁解除。
四.实验代码:#include <iostream>using namespace std;#define mp 50 //最大进程数#define mr 100 /最大资源数int keyong[mr]; //可用资源数组int MAX[mp][mr]; //最大需求矩阵int fenpei[mp][mr]; //分配矩阵int need[mp][mr]; //剩余需求矩阵bool FINISH[mp]; //系统是否有足够资源分配int p[mp]; //记录序列int Work[mr]; //工作数组int m,n; //m个进程,n个资源int l=0;void Init(); //初始化bool Safe();void jc();void main(){ Init();Safe();if(l!=m)jc();}void Init() //初始化算法{ int i,j;cout<<"请输入进程的数目:";cin>>m;cout<<"请输入资源的种类:";cin>>n;cout<<"请输入每个进程最多所需的各资源数,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)cin>>MAX[i][j];cout<<"请输入每个进程已分配的各资源数,也按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;for(i=0;i<m;i++){ for(j=0;j<n;j++){cin>>fenpei[i][j];need[i][j]=MAX[i][j]-fenpei[i][j];if(need[i][j]<0){ cout<<"您输入的第"<<i+1<<"个进程所拥有的第"<<j+1<<"个资源数错误,请重新输入:"<<endl; j--;continue; }}}cout<<"请输入各个资源现有的数目:"<<endl;for(i=0;i<n;i++){ cin>>keyong[i]; }cout<<"剩余需求矩阵:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++){ cout<<need[i][j]<<" ";if(j==n-1)cout<<endl;}cout<<"各资源现有数量:"<<endl;for(i=0;i<n;i++)cout<<keyong[i]<<" ";cout<<endl;}bool Safe() /*安全性算法*/{ int i,j,k;for(i=0;i<n;i++)Work[i]=keyong[i];for(i=0;i<m;i++){ FINISH[i]=false; //判断进程i是否已执行}for(i=0;i<m;i++){if(FINISH[i]==true){ continue;}else{ for(j=0;j<n;j++){ if(need[i][j]>Work[j]){ break;}}if(j==n){ FINISH[i]=true;for(k=0;k<n;k++){ Work[k]+=fenpei[i][k]; //进程i执行完后回收资源}p[l++]=i;i=-1;}else{continue;}}if(l==m){cout<<"系统是安全的"<<endl;cout<<"安全序列:"<<endl;for(i=0;i<l;i++){cout<<p[i];if(i!=l-1){cout<<"-->";}}cout<<""<<endl;return true;}}cout<<"会发生死锁,发生死锁的进程是:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)if(FINISH[i]==false)cout<<i<<" ";cout<<endl;return false;}void jc(){int i,j,k,q;i=0;while(i<m&&FINISH[i]==false) //寻找没执行的{for(j=0;j<n;j++){keyong[j]+=fenpei[i][j]; //回收fenpei[i][j]=0;}if(Safe())cout<<"死锁已解除"<<endl;elsei++;Safe();}}五.实验结果进程已拥有资源数总需求资源数1 (0.0.1.2)(0.0.1.2.)2 (2.0.0.0)(2.7.5.0)3 (0.0.3.4)(6.6.5.6)4 (2.3.5.4)(4.3.5.6)5 (0.3.3.2)(0.6.5.2)其中系统可用资源数为2 1 0 0给进程3 分配资源数0 1 0 0六.实验心得:加深理解了有关资源申请分配、检测以及避免死锁等概念,了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
《死锁避免》实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过模拟操作系统的资源分配和请求过程,深入理解死锁的概念、产生死锁的必要条件以及如何通过银行家算法来避免死锁的发生。
通过实验,学生能够掌握以下知识点:1. 死锁的概念及产生条件;2. 银行家算法的基本原理和实现方法;3. 资源分配和请求过程中的安全性检查;4. 通过银行家算法避免死锁的发生。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发工具:Visual Studio 20194. 实验环境:一台配置较高的计算机三、实验原理1. 死锁的概念死锁是指多个进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,这些进程都将无法继续执行。
2. 产生死锁的必要条件产生死锁的必要条件有四个,分别为:(1)互斥条件:资源不能被多个进程同时使用;(2)持有和等待条件:进程已获得至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其他进程占有,此时该进程会等待;(3)非抢占条件:已分配给进程的资源,在进程完成之前,不能被抢占;(4)循环等待条件:存在一种进程资源的循环等待链,即进程P1等待P2占有的资源,P2等待P3占有的资源,以此类推,最后Pn等待P1占有的资源。
3. 银行家算法银行家算法是一种避免死锁的算法,通过以下步骤实现:(1)初始化系统资源、进程最大需求、已分配资源等数据结构;(2)当进程请求资源时,判断是否满足以下条件:a. 当前可用资源数量大于等于进程请求的资源数量;b. 根据当前资源分配情况,系统处于安全状态;若满足以上条件,则分配资源;否则,进程等待。
(3)当进程释放资源时,更新可用资源数量和分配资源情况。
四、实验内容1. 设计系统资源、进程最大需求、已分配资源等数据结构;2. 实现银行家算法,包括资源分配、安全性检查等功能;3. 模拟进程请求资源和释放资源的过程,观察系统状态变化;4. 分析实验结果,验证银行家算法是否能够避免死锁的发生。
计算机专业基础综合历年真题试卷汇编5_真题(含答案与解析)-交互
计算机专业基础综合历年真题试卷汇编5(总分58, 做题时间90分钟)1. 单项选择题单项选择题1-40小题。
下列每题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1.设与某资源关联的信号量初值为3,当前值为1。
若M表示该资源的可用个数,N表示等待该资源的进程数,则M、N分别是_______。
SSS_SINGLE_SELA 0、1B 1、0C 1、2D 2、0分值: 2答案:B解析:信号量表示相关资源的当前可用数量。
当信号量K>0时,表示还有K个相关资源可用,所以该资源的可用个数是1。
而当信号量K<0时,表示有|K|个进程在等待该资源。
由于资源有剩余,可见没有其他进程等待使用该资源,故进程数为0。
2.某系统有n台互斥使用的同类设备,三个并发进程分别需要3、4、5台设备,可确保系统不发生死锁的设备数n最小为_______。
SSS_SINGLE_SELA 9B 10C 11D 12分值: 2答案:B解析:三个并发进程分别需要3、4、5台设备,当系统只有(3-1)+(4-1)+(5-1)=9台设备时,第一个进程分配2台,第二个进程分配3台,第三个进程分配4台。
这种情况下,三个进程均无法继续执行下去,发生死锁。
当系统中再增加1台设备,也就是总共10台设备时,这最后1台设备分配给任意一个进程都可以顺利执行完成,因此保证系统不发生死锁的最小设备数为10。
3.下列关于管道(Pipe)通信的叙述中,正确的是_______。
SSS_SINGLE_SELA 一个管道可实现双向数据传输B 管道的容量仅受磁盘容量大小限制C 进程对管道进行读操作和写操作都可能被阻塞D 一个管道只能有一个读进程或一个写进程对其操作分值: 2答案:C解析:管道实际上是一种固定大小的缓冲区,管道对于管道两端的进程而言,就是一个文件,但它不是普通的文件,它不属于某种文件系统,而是自立门户,单独构成一种文件系统,并且只存在于内存中。
它类似于通信中半双工信道的进程通信机制,一个管道可以实现双向的数据传输,而同一个时刻只能最多有一个方向的传输,不能两个方向同时进行。
死锁的检测与解除
死锁的检测与解除--操作系统实验报告题目:死锁的检测与解除指导老师:班级:姓名:学号:时间:实验二 死锁的检测与解除一、实验目的系统为进程分配资源时并不一定能满足进程的需求,因此检测系统的安全性是非常有必要的。
安全性的检测在之前的实验中用银行家算法得以实现,此次实验增加了另一个问题:即当系统死锁时如何解除死锁。
通过此次实验,可以深刻的体会死锁的检测与解除的方法。
二、实验内容编程实现死锁的检测与解除,并上机验证。
实验环境:Microsoft Visual Studio 2010三、算法描述程序中的数据结构:1) 可用资源向量Available : 这是一个含有m 个元素的数组,其中的每一个元素代表一类可利用资源数目。
2) 最大需求矩阵Max : 它是一个n m ⨯的矩阵,定义了系统中n 个进程中得每一个进程对m 类资源的最大需求。
3) 可分配矩阵Allocation : 这也一个n m ⨯的矩阵,定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。
4) 需求矩阵Need : 这表示每一个进程尚需的各类资源数。
5) 综上所述:[][][][][][]Need i j Max i j Allocation i j =-。
该程序是在银行家算法的基础上添加了死锁的解除模块得来的,死锁的解除采用的方法是:找到已分配资源最大的死锁进程,剥夺其已分配资源,再次检测是否发生死锁。
1) 设i request 是进程i P 的请求向量,如果[]i request j K =,表示进程i P 需要K 个j R 类型起源。
当i P 发出资源请求后,进行检查,如果合格,修改Available 、Allocation 、Need 的值。
2) 用安全性算法检查是否存在安全序列,如果存在,输出安全序列;如果不存在,即为死锁,进行解锁操作。
3) 统计[,]Allocation i j 的值,找出占用资源最多的进程i P ,将其撤销,回收占用的资源,修改一下的数据结构中的值:[]:[]+[,]Available j Available j Allocation i j =;[,]:0Allocation i j =;用安全性算法进行检查,如果仍有死锁,重复步骤3,知道解锁为止。
实验报告死锁
一、实验目的1. 理解死锁的概念和产生条件;2. 掌握死锁的避免、检测和解除方法;3. 通过实验加深对死锁处理策略的理解。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3.73. 实验工具:Python内置模块三、实验原理死锁是指多个进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,这些进程都将无法向前推进。
死锁的产生条件包括:互斥条件、占有和等待条件、非抢占条件、循环等待条件。
四、实验内容1. 死锁的产生与避免2. 死锁的检测与解除五、实验步骤1. 死锁的产生与避免(1)定义进程与资源首先,定义一个进程类,包含进程名、资源需求列表和资源分配列表。
资源类包含资源名和数量。
```pythonclass Process:def __init__(self, name, resource_list, allocation_list): = nameself.resource_list = resource_listself.allocation_list = allocation_listclass Resource:def __init__(self, name, count): = nameself.count = count```(2)创建进程与资源实例创建若干进程和资源实例,并初始化资源数量。
```pythonprocess_list = [Process('P1', ['R1', 'R2'], ['R1', 'R2']),Process('P2', ['R1', 'R2'], ['R1', 'R2']),Process('P3', ['R3', 'R4'], ['R3', 'R4'])]resource_list = [Resource('R1', 2), Resource('R2', 2), Resource('R3', 2), Resource('R4', 2)]```(3)实现死锁避免算法采用银行家算法,判断当前分配情况是否满足安全序列。
死锁检测与解除
死锁检测: 允许死锁发生,操作系统不断监 视系统进展情况,判断死锁是否发 生 一旦死锁发生则采取专门的措施, 解除死锁并以最小的代价恢复操作 系统运行
死锁的检测与解除
检测时机: 当进程等待时检测死锁 (其缺点是系统的开销大) 定时检测 系统资源利用率下降时检测死锁
死锁的检测与解除
死锁的解除
重要的是以最小的代价恢复系统 的运行。方法如下: 1)重新启动 2)撤消进程 3)剥夺资源(本实验) 4)进程回退
死锁检测算法 * 每个进程和资源指定唯一编号 * 设置一张资源分ห้องสมุดไป่ตู้表 记录各进程与其占用资源之间的关系 * 设置一张进程等待表 记录各进程与要申请资源之间的关系
死锁的检测与解除
检测系统死锁 1 如果进程资源分配图中无环路,此时系统 没有发生死锁。 2 如果进程资源分配图中有环路,且每个资 源类中仅有一个资源,则系统中发生死锁。 3 如果进程资源分配图中有环路,且所涉及 的资源类中有多个资源,则环路存在只是 产生死锁的必要条件,系统未必发生死锁。
死锁的检测与解除
P1
r1
r2
P2
图 3-9 每类资源有多个时的情况
1.1 死锁的检测
(2) 凡属于E中的一个边e∈E,都连接着P中的一个结点 和R中的一个结点,e={pi, rj}是资源请求边,由进程pi 指向资源rj, 它表示进程pi请求一个单位的rj资源。 e={rj, pi}是资源分配边,由资源rj指向进程pi, 它表示把 一个单位的资源rj分配给进程pi。
2. 死锁定理
P1
P1
P1
P2
P2
P2
(a)
(b)
(c)
图 3-20 资源分配图的简化
3. 死锁检测中的数据结构
(1) 可利用资源向量Available,它表示了m类资源中每一类资源的可用数目。
(2) 把不占用资源的进程(向量Allocation∶=0)记入L表中, 即Li∪L。 (3) 从进程集合中找到一个Requesti≤Work的进程,做如下处理:① 将其资 源分配图简化,释放出资源,增加工作向量Work∶=Work+Allocationi。 ② 将它记入L表中。 (4) 若不能把所有进程都记入L表中, 便表明系统状态S的资源分配图是不可 完全简化的。 因此,该系统状态将发生死锁。
1.2 死锁的解除
(1) 剥夺资源。 (2) 撤消进程。 为把系统从死锁状态中解脱出来,所花费的代价可表示为:
R(S)min=min{Cui}+min{Cuj}+min{Cuk}+…
操作系统
操作系统之银行家算法检测死锁
操作系统实验利用银行家算法避免死锁实验报告一、实验题目:利用银行家算法避免死锁二、实验内容:编程实现银行家算法,要求能够输入资源数和作业数,输出进程的安全状况。
若进程安全,输出安全序列。
三、实验目的:通过实验加强对银行家算法避免死锁的理解和掌握。
四、实验过程:1、基本思想:银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。
详细如下:设进程i提出请求Request [j],则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果Request [i][j]<= Need[i][j],则转(2);否则出错。
(2)如果Request [i] [j]<= Available[j],则转(3);否则出错。
(3)系统试分配资源,修改相关数据:Available[j]=Available[j]-Request[i][j];Allocation[i][j]=Allocation[j]+Request[i][j];(4)系统执行安全性检查,如安全,则分配成立;否则试分配作废,系统恢复原状,进程等待。
安全性检查算法(1)设置两个工作向量Work=Available;Finish[i]=false(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程,Finish==false;Need<=Work;如找到,执行(3);否则,执行(4)(3)设进程获得资源,可顺利执行,直至完成,从而释放资源。
Work+=Allocation Finish=true;GOTO step2(4)如所有的进程Finish= true,则表示安全;否则系统不安全。
2、主要数据结构:(1)可利用资源向量Available。
定义为一个一元数组,Available[j]=K表示系统中有j类资源K个。
(2)最大需求Max。
定义为一个n*m的矩阵,Max[i][j]=K表示进程i需要j资源的最大数目为K个。
(3)分配矩阵Allocation。
数据库事务管理中的死锁检测与解决方法
数据库事务管理中的死锁检测与解决方法死锁是在多并发环境下,当两个或多个事务互相等待对方释放资源时变成无限等待状态的情况。
死锁会导致系统资源浪费,同时也会影响系统的性能和可用性。
在数据库事务管理中,死锁的发生是常见的,因此采取适当的死锁检测与解决方法是至关重要的。
1. 死锁检测方法1.1 死锁定位在死锁检测之前,首先需确定是否存在死锁。
一种常用的方法是通过等待图(Wait-for Graph)来检测死锁。
等待图是用来表示多个事务之间资源的竞争关系,当等待图中存在环路时,就意味着存在死锁。
1.2 系统资源监控监控数据库系统的资源使用情况,包括锁、事务等。
通过定期获取数据库系统的资源信息,可以发现死锁的发生情况。
1.3 死锁检测算法常见的死锁检测算法有:图算法、等待-图算法、死锁定时调度算法等。
其中图算法和等待-图算法较为常用,可以通过构建资源使用和等待的有向图来检测死锁。
2. 死锁解决方法2.1 死锁避免死锁避免是通过合理地预防死锁的发生,使得系统在运行时避免出现死锁。
这种方法主要基于资源请求和资源释放的顺序,通过对事务的资源请求进行动态分配和回收,避免死锁的发生。
常见的死锁避免算法有银行家算法和证据排斥检验算法。
2.2 死锁检测与解除如果死锁的避免方法不能满足需求,系统可能还是会发生死锁。
这时需要采取死锁检测和解除的方法。
常见的解除死锁的方式有回滚事务和剥夺资源。
回滚事务是指撤销某个或某些事务的执行,放弃已经占有的资源,以解除死锁。
而资源剥夺是指系统强制终止某个事务,然后再释放其所占有的资源,以解除死锁。
2.3 死锁超时处理死锁超时处理是通过设置一个死锁最大等待时间来处理死锁。
当一个事务遇到死锁时,如果等待超过设定的时间仍未解锁,系统会检测到死锁,并按照事先设定的处理方式来解锁。
3. 实践建议3.1 合理设计操作顺序在设计数据库应用时,应该尽量避免事务之间出现循环等待的情况。
在对资源进行请求时,需要明确资源请求的顺序,避免出现互相等待资源的情况。
实验二:死锁的检测和预防
实验二:死锁的检测和预防一、实验目的1、进一步了解进程的并发执行。
2、加强对进程死锁的理解3、是用银行家算法完成死锁检测二、实验内容给出进程需求矩阵C、资源向量R以及一个进程的申请序列。
使用进程启动拒绝和资源分配拒绝(银行家算法)模拟该进程组的执行情况。
要求:初始状态没有进程启动计算每次进程申请是否分配?如:计算出预分配后的状态情况(安全状态、不安全状态),如果是安全状态,输出安全序列。
每次进程申请被允许后,输出资源分配矩阵A和可用资源向量V。
每次申请情况应可单步查看,如:输入一个空格,继续下个申请三、实验环境VC++四、实验原理及实验思路1、安全状态:如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1,…,Pn,则系统处于安全状态。
安全状态一定是没有死锁发生。
2、不安全状态:不存在一个安全序列。
不安全状态一定导致死锁。
安全序列:一个进程序列{P1,…,Pn}是安全的,如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n),它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
3、银行家算法:我们可以把操作系统看作是银行家,操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金,进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。
操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源,当进程首次申请资源时,要测试该进程对资源的最大需求量,如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源,否则就推迟分配。
当进程在执行中继续申请资源时,先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。
若超过则拒绝分配资源,若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量,若能满足则按当前的申请量分配资源,否则也要推迟分配。
4、银行家算法的思路:1),进程一开始向系统提出最大需求量.2),进程每次提出新的需求(分期贷款)都统计是否超出它事先提出的最大需求量.3),若正常,则判断该进程所需剩余剩余量(包括本次申请)是否超出系统所掌握的剩余资源量,若不超出,则分配,否则等待.5、银行家算法的数据结构:1),系统剩余资源量A[n],其中A[n]表示第I类资源剩余量.2),各进程最大需求量,B[m][n],其中B[j][i]表示进程j对i类资源最大需求.3),已分配资源量C[m][n],其中C[j][i]表示系统j程已得到的第i资源的数量.4),剩余需求量.D[m][n],其中D[j][i]对第i资源尚需的数目.五、流程图银行家算法:安全检测:六、源代码#include "string.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h>#define M 5#define N 3#define FALSE 0#define TRUE 1/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/int MAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*系统可用资源数*/int AVAILABLE[N]={10,5,7};/*M个进程对N类资源已经分配数量*/int ALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};/*M个进程还需要N类资源的资源量*/int NEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*M个进程还需要N类资源的资源量*/int Request[N]={0,0,0};void main(){int i=0,j=0;char flag='Y';char finishFlag='Y';void showdata();void changdata(int);void rstordata(int);int chkerr(int);showdata();while(finishFlag=='Y'||finishFlag=='y') //可以分配资源{i=-1;while(i<0||i>=M) //判断申请的资源号是否有效{printf("请输入需申请资源的进程号(从0到%d,否则重输入!):",M-1);scanf("%d",&i);if(i<0||i>=M)printf("输入的进程号不存在,重新输入!\n");}printf("请输入进程%d申请的资源数\n",i);for (j=0;j<N;j++){printf("资源%d:",j);scanf("%d",&Request[j]);if(Request[j]>NEED[i][j]) //进程申请资源数大于进程还需要的资源{printf("进程%d申请的资源数大于进程%d还需要%d类资源的资源量!申请不合理,出错!请重新选择!\n",i,i,j);flag='N';break;}else{if(Request[j]>AVAILABLE[j]) //进程申请资源数大于系统可用该类资源量{printf("进程%d申请的资源数大于系统可用%d类资源的资源量!申请不合理,出错!请重新选择!\n",i,j);flag='N';break;}}}if(flag=='Y'||flag=='y'){int result;changdata(i);result=chkerr(i);if(result==1){rstordata(i);showdata();}elseshowdata();}//else//showdata();printf("\n");printf("是否继续银行家算法演示,按'Y'或'y'键继续,按'N'或'n'键退出演示: ");getchar();scanf("%c",&finishFlag);}}void showdata() //显示各类资源的分配情况{int i,j;printf("系统可用的资源数为:\n");printf(" ");for (j=0;j<N;j++){printf(" 资源%d:%d ",j,AVAILABLE[j]);}printf("\n");printf("各进程还需要的资源量:\n");for (i=0;i<M;i++){printf(" 进程%d ",i);for (j=0;j<N;j++){printf("资源%d:%d ",j,NEED[i][j]);}printf("\n");}printf("各进程已经得到的资源量: \n");for (i=0;i<M;i++){printf(" 进程%d ",i);for (j=0;j<N;j++)printf("资源%d:%d ",j,ALLOCATION[i][j]);printf("\n");}}void changdata(int k){int j;for (j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];}}void rstordata(int k){int j;for (j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j];}}int chkerr(int s) //检查是否能够分配该资源{int WORK,FINISH[M],temp[M];int i,j,k=0;for(i=0;i<M;i++)FINISH[i]=FALSE;for(j=0;j<N;j++){WORK=AVAILABLE[j];i=s;while(i<M){if (FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK){WORK=WORK+ALLOCATION[i][j];FINISH[i]=TRUE;temp[k]=i;k++;i=0;}else{i++;}}for(i=0;i<M;i++)if(FINISH[i]==FALSE){printf("\n系统不安全!!! 本次资源申请不成功!!!\n\n");return 1;}}printf("\n经安全性检查,系统安全,本次分配成功。
第2章 进程管理
第2章进程管理解答一、单项选择题[解答]1.d。
.2.c。
进程的实体由PCB、程序与数据3部分组成。
3.b。
4.b。
允许3个进程同时进入互斥段的互斥信号量初值设为3。
5.d。
并发进程之间可能存在同步与互斥关系,也可能不存在任何关系。
6.a。
7.c。
由于互斥信号量的初值是1,则极端情况是一个进程访问临界资源而其余N-1个进程处于等待状态,即信号量的值为-(N-1)8.d。
当资源总数为4,并发进程为2,每个进程的最大需求是3时,可能够出现每个进程都占用2个资源而又申请第3个资源的死锁状态。
9.a。
先来先服务、响应比高者优先和均衡调度算法都属于作业调度算法。
10.b。
进程从执行态变成就绪态通常有两种情况:(1)分时操作系统下时间片到;(2)剥夺式进程调度方式下有更高优先级的进程进入就绪状态。
11.b。
12.c。
13.d。
如果存在就绪进程且处理机空闲时,进程调度程序就必然选中一个就绪进程使之投入运行;所以d错误。
14.d。
a~c概念都不完全。
15.d。
a~c都会引进操作系统选择新进程运行,仅d不会。
16.a 17. a 18。
d 19。
d 20。
b 21。
a 22。
d 23。
d 24。
a 25.b 26.c 27。
b 28。
d 29。
c 30。
B二、填空题[解答]1.线性表链接表(或队列) 2.删除剥夺3.因为PCB是进程存在的唯一标志,故填PCB 4.资源竞、进程推进顺序不当5.非剥夺条件逐次请求条件环路条件 6.就绪运行7.进程中访问临界资源的那段程序代码8.当出现死琐的极端情况时,处于等待的进程数为n,故填n9.可用资源的数目,因请求该资源而被阻塞的进程数目10.剥夺式调度总是将优先级高的进程(不包括等待队列上的进程)投入运行,故填“剥夺式”11.P V12.当信号量知小于零时,其绝对值为被阻塞的进程个数,故填413.互斥、同步、条件变量14. —2~2 15.临界区(或互斥段) 16.程序数据 PCB. 17.银行家算法 18.同步 19.运行态进程调度 20.创建消亡21.资源分配独立运行调度 22.临界区 P操作 V操作23.引起进程调度的原因进程调度算法的选择就绪队列的组织.三、问答题1.试比较进程和程序的区别。
死锁的检测与解除(操作系统实验报告)
importorg.eclipse.swt.events.SelectionEvent;
importorg.eclipse.swt.widgets.Button;
posite;
privateButtonbutton3;
privateLabellabel_7;
privateTexttheProcess;
privateTexttheKind2;
privateLabellabel_11;
privateButtontest;
privateint[][]Max;
privateint[][]Allocation;
composite2=newComposite(composite1, SWT.BORDER);
composite2.setBackgroundMode(SWT.INHERIT_FORCE);
composite2.setData("name","composite2");
formToolkit.adapt(composite2);
privateLabellabel_3;
privateTextkindNumbers;
privateButtonbutton2;
privateTexttheKind1;
privateLabellabel_5;
privateLabellabel_6;
privateTextMaxText;
privateTextAllocationText;
composite1.setBounds(210, 1, 224, 156);
死锁检测代码
死锁检测/// <summary>///死锁检测解除/// </summary>private void Check(){bool possible = true;ArrayList ArrLock = new ArrayList(); for(int i=0;i<Claim.Length;i++){//用于存放死锁进程索引号//当前每类资源可用的数量ArrLock.Add(i);}bool[] finish = { true, true, true, true, true }; Struction Currentaviail = new Struction();Currentaviail.P1 = Available.P1;Currentaviail.P2 = Available.P2;Currentaviail.P3 = Available.P3;for (int i = 0; i < Allocation.Length; i++){if (Allocation[i].P1 == 0 && Allocation[i].P2 == 0 && Allocation[i].P3 == 0){finish[i] = true;ArrLock.Remove(i);}else{finish[i] = false;}}while (possible){int n = 0;for (int i = 0; i < Allocation.Length; i++){if (finish[i] == false && Claim[i].P1 - Allocation[i].P1 <= Currentaviail.P1&& Claim[i].P2 - Allocation[i].P2 <= Currentaviail.P2 && Claim[i].P3 - Allocation[i].P3 <= Currentaviail.P3){Currentaviail.P1 += Allocation[i].P1;Currentaviail.P2 += Allocation[i].P2;Currentaviail.P3 += Allocation[i].P3;finish[i] = true;ArrLock.Remove(i);n++;}}if (n == 0){possible = false;}}if (ArrLock.Count != 0){string str = "";for (int j = 0; j < ArrLock.Count; j++){str += " " + ArrLock[j].ToString();}MessageBox.Show("产生死锁的进程为"+str+"确定解除? ");//messagetext.Text = "死锁!!!产生死锁的进程为" + str + "系统尝试解除中。
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{
printf("%2d",i);
printf(" ");
for(j=0;j<m; j++)
printf("%2d",allocation[i][j]);
printf(" ");
for(j=0;j<m; j++)
printf("%2d",request[i][j]);
实验名称:死锁的检测与解除
姓名:杨秀龙
学号:1107300432
专业班级:创新实验班111
指导老师:霍林
实验题目
死锁的检测与解除
实验目的
为了更清楚系统对死锁是如何检测和当死锁发生时如何解除死锁
设计思想
首先需要建立和银行家算法类似的数组结构,先把孤立的进程(没有占用资源的进程)放入一个数组中,根据死锁原理,找出既不阻塞又非独立的进程结点,使之成为孤立的结点并放入孤立数组中,再释放该进程的占用资源,继续寻找下一个孤立结点,如果所有进程都能放入孤立数组中,则系统不会发生死锁,如果有进程不能放入,则系统将发生死锁,并进行死锁解除,撤消所有的死锁进程,释放它们占用的资源。
printf(" ");
for(j=0;j<m; j++){
if(i>0)
break;
printf("%2d",available[j]);
}
printf("\n");
}
}
printf("\n");
remove();
show();
}
else{
printf("不会发生死锁!\n");
}
}
void check()//死锁检测
{
int k,;
int x;
int work[M];
for(i=0;i<n;i++)
line[i]=0;
for(i=0;i<n;i++) //(2)
{ x=0;
show();
check();
f=1;
for(i=0;i<n;i++)
{
if(line[i]==0)
{f=0;
no[a++]=i;//记录死锁序号
}
}
if(f==0)
{
printf("该系统将发生死锁!\n");
printf("造成死锁的进程为:");
for(i=0;i<n;i++)
printf("%2d",no[i]);
void show();
printf("输入进程总数:");
scanf("%d", &n);
printf("输入资源种类数量:");
scanf("%d", &m);
printf("输入进程已占用的资源Allocation:\n");
for(i=0;i<n;i++)
for(j=0;j<m;j++)
scanf("%d", &allocation[i][j]);
主要数据结构
和银行家算法类似,需要建立相应的数组
int allocation[M][M];
int request[M][M];
int available[M];
int line[M];//管理不占用资源的进程
int no[M];//记录造成死锁的进程
int work[M];
运行结果
附录
源代码如下:
for (j=0;j<m; j++)
if (request[i][j]>work[j])
f=0;
if (f==1) //找到满足条件的进程
{ line[i]=1;
for (j=0;j<m; j++)
work[j]=work[j]+allocation[i][j]; //释放资源
available[j]=work[j];
for(j=0;j<m;j++)
{
if(allocation[i][j]==0)
x++;
if(x==m)
line[i]=1;
}
}
for(j=0;j<m;j++)//(3)
work[j]=available[j];
k=n;
do{
for (i=0;i<n; i++)
{
if(line[i]==0)
{
f=1; //空置条件是否满足
# include "stdio.h"
# define M 50
int allocation[M][M];
int request[M][M];
int available[M];
int line[M];
int no[M];
int n,m,i,j,f,a=0;
main()
{
void check();
void remove();
}
}
}
printf("死锁解除!\n");
}
void show()
{
printf("进程");
printf(" ");
printf("allocation");
printf(" ");
printf("request");
printf(" ");
printf("available");
printf("\n");
}
}
}
k--;
}while(k>0);
}
void re++)
{
if(line[i]==0)
{
for(j=0;j<m;j++)
{
available[j]+=allocation[i][j];
allocation[i][j]=0;
request[i][j]=0;
printf("输入进程的请求矩阵request:\n");
for(i=0;i<n;i++)
for(j=0;j<m;j++)
scanf("%d",&request[i][j]);
printf("输入系统可利用资源available:\n");
for (j=0;j<m;j++)
scanf("%d", &available[j]);