死锁检测

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死锁检测算法(操作系统)

死锁检测算法(操作系统)

死锁检测算法(操作系统)死锁检测算法(操作系统)1.引言在多进程/线程的操作系统中,死锁是一种非常常见的问题。

当多个进程或线程彼此持有对方需要的资源,并且又无法释放自己持有的资源时,就会发生死锁。

死锁会导致系统陷入无法继续执行的状态,严重影响系统的可用性和性能。

因此,设计有效的死锁检测算法是操作系统的重要任务之一。

2.死锁概述死锁是指系统中的若干进程或线程因为竞争有限资源而陷入无限等待的状态。

死锁通常具有以下四个必要条件:●互斥条件:每个资源同时只能被一个进程或线程持有;●占有并等待:进程或线程至少占有一个资源,并且正在等待获取其他进程或线程占有的资源;●不可抢占:资源只能由占有者自愿释放,不能被其他进程或线程抢占;●循环等待:存在一个进程或线程的等待链,使得环路形成。

3.死锁检测算法分类为了检测死锁,操作系统可以采用以下两种常见的死锁检测算法:3.1 鸽巢原理算法它的基本思想是假定系统中没有死锁,并通过不断监测系统的资源分配状态来验证这种假设。

当检测到系统的资源分配状态将导致无法满足至少一个进程或线程的资源申请时,就表明可能发生了死锁。

3.2 资源分配图算法资源分配图算法使用有向图来描述系统中的进程或线程和资源之间的关系。

该算法通过检测资源分配图中是否存在环路来判断是否发生死锁。

如果存在环路,则表示发生了死锁。

4.鸽巢原理算法详解鸽巢原理算法的实现步骤如下:1) 初始化:将系统中所有进程或线程标记为未访问状态。

2) 模拟资源分配过程:按照系统当前的资源分配状态,模拟进程或线程请求和释放资源的过程。

3) 检查系统状态:检查系统当前的资源分配状态是否能够满足所有进程或线程的资源需求。

如果不能,则有可能发生死锁。

4) 恢复系统状态:根据资源的请求和释放情况,恢复系统的资源分配状态。

5) 重复步骤2至步骤4,直到确认系统无死锁。

5.资源分配图算法详解资源分配图算法的实现步骤如下:1) 初始化:根据系统中的进程或线程和资源,构建初始的资源分配图,包括进程或线程节点和资源节点。

数据库死锁检测与解决的自动化工具

数据库死锁检测与解决的自动化工具

数据库死锁检测与解决的自动化工具数据库死锁是在多用户并发访问数据库时常见的问题。

当多个事务同时请求数据库资源,并且相互之间存在依赖关系时,就可能发生死锁。

死锁的发生导致数据库无法进行进一步的操作,降低了系统的吞吐量和性能,给企业带来了不必要的损失。

因此,开发数据库死锁检测与解决的自动化工具具有重要的意义。

传统的死锁检测方法主要包括等待图、超时检测和资源窥视等,但这些方法都需要手动操作,效率较低。

而随着技术的不断进步,现在出现了一些自动化的死锁检测工具,能够帮助我们快速发现和解决死锁问题。

自动化工具通常以监控数据库的方式运行,实时记录和分析数据库活动。

这些工具能够检测死锁的发生,并进行相应的解决方案推荐。

它们通常具备以下主要功能:1. 实时监控:自动化工具能够实时监控数据库活动,包括事务的开始、提交、回滚,以及锁的申请和释放等。

通过持续地收集和分析这些信息,工具能够快速识别潜在的死锁情况。

2. 死锁检测:自动化工具能够通过分析数据库活动记录,检测出死锁的存在。

它们会识别出产生死锁的事务,并分析其所请求的资源和等待的资源,从而确定死锁的类型和位置。

3. 解决方案推荐:自动化工具不仅能够检测死锁,还能够针对不同的死锁类型提供相应的解决方案。

它们会分析死锁的原因,给出调整事务顺序、修改查询语句或增加索引等具体的建议,帮助开发人员解决死锁问题。

4. 自动优化:一些自动化工具还能够对数据库系统进行自动优化,以提高数据库的性能和并发处理能力。

它们通过分析数据库活动和执行计划,识别出潜在的性能瓶颈,并给出相应的优化建议。

5. 可视化界面:自动化工具通常提供直观的可视化界面,展示数据库活动和死锁情况。

通过图表、图形和报表等方式,开发人员可以更直观地了解并分析死锁问题,从而更快地解决它们。

自动化工具的应用对企业来说具有多重优势。

首先,它能够提高生产效率。

传统的手动死锁检测方法需要不断地监控和分析数据库活动,而自动化工具能够自动执行这些任务,大大节省了时间和人力成本。

如何进行编程中的死锁检测和解决方案

如何进行编程中的死锁检测和解决方案

如何进行编程中的死锁检测和解决方案在多线程编程中,死锁是一种常见而又棘手的问题。

当两个或多个线程彼此等待对方释放资源,而导致所有线程无法继续执行时,就发生了死锁。

死锁不仅会导致程序的崩溃,还会耗尽系统资源,导致性能下降。

本文将介绍编程中的死锁检测和解决方案。

一、死锁的原因和特征死锁产生的原因通常有以下几个方面:1. 互斥条件:一个资源同时只能被一个线程占用。

2. 请求和保持条件:一个线程在获取一些资源的同时保持对已有资源的请求。

3. 不可剥夺条件:已经获得的资源在未使用完之前不能被其他线程剥夺。

4. 循环等待条件:存在一个线程资源的循环链。

死锁的特征主要包括:1. 互斥:至少有一个资源被一个线程排他性地使用,即不能同时被其他线程使用。

2. 占有并等待:至少有一个线程在等待其他线程占有的资源。

3. 不可剥夺:至少有一个资源不能被其他线程抢占。

4. 循环等待:存在一个线程-资源的循环链。

二、死锁检测方法在编程中,检测死锁的方法有以下几种:1. 鸵鸟算法:将死锁问题无视,期望问题不会发生。

但这种方法是不可靠的,因为死锁一旦发生,将会导致程序挂起或崩溃。

2. 静态分析:通过对程序代码进行静态代码分析,找出可能导致死锁的代码。

但这种方法通常需要大量的时间和精力,且不够准确。

3. 动态检测:通过运行时监控线程的状态和资源的使用情况,检测是否存在死锁。

常用的方法包括资源分配图算法和银行家算法。

三、死锁解决方案当发现死锁后,需要采取相应的解决方案来解决问题。

以下是几种常用的死锁解决方案:1. 预防死锁:通过破坏死锁产生的四个条件之一来预防死锁。

例如,避免循环等待,确保资源有序分配等。

这需要在设计和编写代码的过程中就进行考虑,以尽量避免死锁问题的发生。

2. 避免死锁:在程序运行时,控制资源的申请和分配,避免出现死锁的情况。

常用的算法有安全序列算法和银行家算法。

这些算法可以根据系统的资源情况来动态地分配资源,以确保不会发生死锁。

判断死锁的方法

判断死锁的方法

判断死锁的方法
死锁是一种多线程并发编程中常见的问题,指两个或多个线程在等待对方释放资源的状态,导致程序无法继续执行。

判断死锁的方法可以分为以下几种:
1. 观察程序的运行状况:如果发现程序长时间不响应或者停止了运行,很可能是死锁了。

可以使用任务管理器查看程序是否处于等待状态。

2. 分析程序的代码:通过分析程序的代码,查看是否存在两个或多个线程互相等待对方释放资源的情况。

例如,两个线程同时请求同一个锁,但是又互相等待对方释放锁。

3. 使用工具来检测死锁:各种编程语言和操作系统都提供了一些工具来检测死锁。

例如,在Java中可以使用jstack命令来查看线程状态,如果发现多个线程处于BLOCKED状态,就有可能是死锁了。

4. 使用算法分析死锁:死锁可以看作是一个图,其中线程是节点,资源是边。

可以使用图论算法来分析死锁,找出造成死锁的原因。

无论是哪种方法,都需要有一定的经验和技巧。

在编写多线程程序的时候,需要特别注意避免死锁的出现。

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数据库死锁的检测与解决办法

数据库死锁的检测与解决办法

数据库死锁的检测与解决办法死锁是在并发环境下经常出现的一种资源竞争问题。

当多个进程或线程需要访问相同资源,但又无法获得对方所持有的资源时,就会导致死锁的发生。

数据库系统作为高效管理和组织数据的关键组件,也不能免于死锁问题的困扰。

本文将介绍数据库死锁的检测与解决办法,帮助管理员和开发人员更好地处理这一问题。

首先,我们需要了解死锁的产生原因。

在数据库系统中,数据访问和操作是通过事务来完成的。

事务是一组数据库操作,要么全部执行成功,要么全部回滚失败。

当多个事务同时进行并且涉及相同的数据时,就有可能出现死锁的情况。

数据库系统使用锁机制来管理并发访问,保证数据的一致性和完整性。

然而,死锁的发生可能是由于事务对锁的获取顺序不当或者资源竞争引起的。

因此,为了检测和解决死锁,我们可以采取以下几种策略:1. 死锁检测:死锁检测是通过系统周期性地对数据库资源进行扫描,检查是否存在死锁的情况。

常用的死锁检测算法有图检测算法、等待图算法和超时算法等。

其中,图检测算法是最常用的一种方法,它将事务和资源看作节点,并通过边来表示事务对资源的依赖关系。

如果图中存在环路,则表示发生了死锁。

系统可以根据这些算法提供的信息来处理死锁情况。

2. 死锁预防:死锁预防是通过约束系统资源的使用方式和事务的执行顺序来防止死锁的发生。

常见的死锁预防策略有资源有序分配法、资源抢占法和事务等待法等。

资源有序分配法要求系统为每个资源指定一个固定的获取顺序,使得事务按照相同的顺序请求资源,从而避免了死锁的产生。

资源抢占法则是在一个事务等待资源的时候,如果发现死锁可能发生,系统会选择抢占它正在使用的资源,从而打破死锁的循环。

事务等待法要求事务在获取资源之前释放已经持有的资源,避免了事务之间相互等待的情况。

3. 死锁恢复:当检测到死锁发生时,系统需要采取相应的措施来解决死锁问题。

常用的死锁恢复策略有回滚、终止和剥夺等。

回滚策略要求将所有涉及到死锁的事务回滚到某个安全点,从而解锁被死锁事务占用的资源。

数据库死锁的检测与解决技巧

数据库死锁的检测与解决技巧

数据库死锁的检测与解决技巧数据库死锁是在多用户并发访问数据库时可能发生的一种情况,它会导致数据库无法继续正常执行操作。

在日常的数据库管理中,必须及时发现和解决死锁问题,以确保数据库的稳定性和可用性。

本文将介绍数据库死锁的检测与解决技巧。

一、死锁的定义与原因1. 死锁的定义:死锁是指两个或多个事务互相等待对方所持有的资源,而导致它们在无外力介入的情况下都无法继续执行的状态。

2. 死锁的原因:死锁通常发生在多个事务同时在数据库中申请资源时。

以下为常见的死锁原因:(1) 彼此互斥的资源:多个事务需要使用彼此互斥的资源。

(2) 事务保持资源并等待:一个事务保持资源并等待其他事务所持有的资源。

(3) 循环等待:多个事务形成一个闭环,每个事务等待下一个事务所持有的资源。

二、死锁的检测技巧1. 手动查询:可以通过查询系统视图或工具来检测是否存在死锁情况。

例如,在MySQL中,可以通过执行"show engine innodb status"命令来获取相关信息。

2. 使用系统工具:大多数数据库管理系统都提供了相关的工具来检测和解决死锁问题。

例如,在Oracle中,可以使用AWR报告来识别死锁情况。

3. 使用第三方工具:如果数据库管理系统的自带工具无法满足需求,可以考虑使用第三方工具来进行死锁检测。

一些常用的第三方工具包括Percona Toolkit和pt-deadlock-logger等。

三、死锁的解决技巧1. 重构数据库设计:死锁问题可能是由于数据库设计不合理导致的。

通过对数据库模式、索引和查询进行优化,可以减少死锁的发生概率,从而提高数据库的性能和可用性。

2. 事务隔离级别的选择:选择合适的事务隔离级别对于降低死锁的风险是至关重要的。

较高的隔离级别会导致更多的锁冲突和死锁发生机会,而较低的隔离级别可能影响数据的一致性和并发性。

需要在性能和数据一致性之间做出权衡选择。

3. 降低事务的持有时间:较长时间的事务可能会增加死锁的风险。

死锁的检测与解除C语言代码

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

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"); }

数据库死锁的检测与解决策略(一)

数据库死锁的检测与解决策略(一)

数据库死锁的检测与解决策略引言在现代科技快速发展的时代,数据库系统扮演着非常重要的角色,它们用于存储和管理大量的数据。

然而,在多用户环境下,数据库死锁成为了一个普遍存在的问题。

本文将探讨数据库死锁的检测与解决策略,帮助读者了解如何优化数据库系统的性能和可靠性。

一、数据库死锁的定义数据库死锁指的是多个事务同时请求数据库中的资源,但由于资源的互斥使用,导致彼此之间无法继续进行。

这种情况下,数据库系统就进入了一个死锁的状态。

二、数据库死锁的检测方法1. 图论算法图论算法是一种经典的死锁检测方法。

它通过构建和分析事务之间的资源依赖关系图来判断是否存在死锁。

如果图中存在一个循环路径,即表示存在死锁。

2. 等待图算法等待图算法也是一种常用的死锁检测方法。

它通过构建和分析等待图来判断是否存在死锁。

等待图中的节点表示事务,边表示等待关系。

如果存在一个闭合环,即表示存在死锁。

三、数据库死锁的解决策略1. 死锁预防死锁预防是一种在设计阶段已经采取的策略,目的是防止死锁的发生。

其中,最常用的方法是资源顺序分配法。

通过对多个资源设置一个固定的分配顺序,保证每个事务按照相同的顺序请求资源,从而避免死锁的发生。

2. 死锁避免死锁避免是一种动态的策略,根据系统的当前状态来判断是否允许某个事务继续执行。

银行家算法是常用的死锁避免算法之一。

在银行家算法中,系统根据当前的资源分配情况,判断是否存在安全序列。

如果存在安全序列,则事务可以继续执行,否则将被阻塞。

3. 死锁检测与解除死锁检测与解除是一种被动的策略,通过定期检测死锁的存在并采取相应的解锁操作。

常见的方法有超时检测和资源剥夺。

超时检测是指设置一个时间阈值,如果某个事务在一段时间内无法获取所需的资源,则判定为死锁,需要解除。

资源剥夺是指当一个事务请求某个资源时,如果该资源已经被其他事务占用,系统会临时中断其他事务的资源,将资源分配给当前请求事务,以避免死锁。

四、数据库死锁实例分析在一个银行系统中,存在两个事务,分别是转账事务和提现事务。

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

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。

MySQL的死锁检测和解决方法

MySQL的死锁检测和解决方法

MySQL的死锁检测和解决方法死锁是多线程并发访问数据库时常见的一种问题。

当多个线程在同一时间争夺数据库资源时,如果每个线程都持有一部分资源并且等待其他线程释放自己所需要的资源,就有可能导致死锁的发生。

在MySQL数据库中,死锁是一种严重的问题,会导致系统的性能下降甚至无法响应。

1. 死锁的原因和模拟场景死锁的发生有多种原因,最常见的是由于事务并发执行时的资源争夺引起的。

下面通过模拟场景来说明死锁的发生原因。

假设有两个用户同时对表中的数据进行操作,用户A执行一个更新数据的事务,将表中的一行数据的值由1改为2,同时用户B执行另一个更新数据的事务,将同一行数据的值由2改为3。

用户A和用户B几乎同时执行,由于数据更新是需要加锁的操作,在用户A执行过程中,这一行数据被加上了锁,用户B在更新同一行数据时,也试图对这一行数据加锁。

由于这两个事务都需要等待对方释放资源,因此就造成了死锁的发生。

2. MySQL死锁的检测方法MySQL提供了两种检测死锁的方法,分别是等待图和超时机制。

等待图方法是通过检查事务中的锁依赖关系,来判断是否存在死锁。

如果存在循环等待的情况,即每个事务都在等待下一个事务释放资源,那么就可以判断为发生了死锁。

超时机制是通过设置一个等待超时时间来检测死锁。

当一个事务在等待某个资源的时间超过了设定的等待时间,系统会判断发生了死锁,并进行相应的处理。

3. MySQL死锁的解决方法MySQL提供了多种解决死锁的方法,包括调整事务隔离级别、优化查询语句、控制并发度等。

首先,可以尝试调整事务隔离级别来解决死锁问题。

MySQL提供了四种事务隔离级别,分别是读未提交、读已提交、可重复读和串行化。

不同的隔离级别对于事务并发执行时的锁的获取和释放规则不同,因此可以通过调整隔离级别来减少死锁的发生。

其次,可以优化查询语句来避免死锁。

死锁的发生与事务并发执行中对数据库资源的争夺有关,而查询语句是最常用的访问数据库资源的方式。

死锁的检测名词解释

死锁的检测名词解释

死锁的检测名词解释当我们谈论计算机系统中的并发性和资源竞争时,死锁是一个不可忽视的问题。

死锁指的是一个系统中多个进程或线程相互之间因为争夺资源而导致的情况,从而导致系统无法继续执行下去。

在现代计算机系统中,死锁可能导致应用程序和操作系统崩溃或无响应,因此死锁的检测成为了解决并发性问题的关键。

为了更好地理解死锁的概念,让我们先来介绍几个相关的术语。

资源是指计算机系统中被进程或线程所访问和使用的一切实体,包括CPU时间、内存、文件、网络连接等。

在并发环境中,资源的访问可能会被限制,以避免冲突和数据损坏。

为了保证资源的正确使用,计算机系统引入了锁(Lock)的概念。

锁是一种同步机制,用于控制并发访问资源的方式。

当一个进程或线程请求一个资源时,如果该资源已经被其他进程或线程占用,那么请求的进程或线程需要等待,直到该资源被释放。

在这种情况下,我们称该资源被上了锁。

死锁就是因为争夺资源而造成的相互等待的情况。

形象地说,存在死锁的系统如同一群人相互拥堵在一个狭小的通道中,每个人都在等待其他人离开才能继续前进,而导致整个系统陷入停滞。

在给定的系统中,死锁的发生需要满足以下四个条件:资源的互斥、资源的占有和等待、无抢占、循环等待。

资源的互斥意味着同一时间只能有一个进程或线程占用某个资源。

如果多个进程或线程同时请求互斥资源,只有其中一个能够成功,其他的需要等待。

资源的占有和等待要求进程或线程在请求新的资源时可以保持已有的资源不释放。

也就是说,一个进程或线程可以占有一个或多个资源,并且在等待其他资源时不会释放自己已经占有的资源。

无抢占指的是已经被占用的资源不能被其他进程或线程强制释放。

这是为了保证资源的完整性和一致性。

循环等待是指在一个进程或线程集合中,每个进程或线程都在等待下一个进程或线程需要的资源。

这样就形成了一个闭环,没有一个进程或线程能够满足另一个进程或线程的请求。

为了避免死锁的发生,系统需要进行死锁的检测。

判断死锁的公式(一)

判断死锁的公式(一)

判断死锁的公式(一)判断死锁的公式在计算机科学领域,死锁是指多个进程或线程因争夺系统资源而产生的一种阻塞现象,导致系统无法前进。

为了判断是否发生死锁,提出了一些公式和算法。

下面列举了几个常用的判断死锁的公式:1. 死锁必要条件死锁的发生需要满足以下四个条件: - 互斥条件:每个资源只能同时被一个进程或线程占用。

- 占有和等待条件:已经获得资源的进程可以等待其他资源,同时阻塞其他进程对已获得资源的访问。

- 不可抢占条件:已分配给进程的资源不能被强制性地抢占,只能由占有资源的进程释放。

- 循环等待条件:存在一个进程资源的循环等待链,每个进程都在等待下一个进程所占有的资源。

如果以上四个条件同时满足,就有可能发生死锁。

2. 死锁检测算法死锁检测算法可以根据系统资源的状态来判断是否发生死锁。

其中最著名的算法是银行家算法(Banker’s algorithm),其公式如下:Available: 各资源的可用数量Max: 各进程对各资源的最大需求Allocation: 各进程已分配到的资源数量Need = Max - Allocation: 各进程尚需的资源数量Work = AvailableFinish[i] = false,对所有进程i初始化为falsewhile (存在一个未标记完成的进程P){if (Need[P] <= Work){Work += Allocation[P]Finish[P] = true}P = 下一个未标记完成的进程}该算法通过判断系统是否存在一个安全序列来确定是否发生死锁。

3. 死锁预防公式死锁预防是在系统设计阶段采取措施,避免死锁的发生。

其中一个常用的公式是银行家公式(Banker’s formula),用于计算进程对资源的最大需求量。

公式如下:Need[i, j] = Max[i, j] - Allocation[i, j]其中,Need[i, j]表示进程i对资源j的最大需求量,Max[i, j]表示进程i对资源j的最大需求量,Allocation[i, j]表示进程i已分配到的资源j的数量。

死锁的检测与解除

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。

死锁检测

死锁检测

实验四死锁检测实验(一)实验目的采用银行家算法来预防死锁是可靠的,但也是非常保守的,因为它限制了进程对资源的存取,从而降低了进程的并发运行程度。

死锁检测并不限制进程对资源的申请,只要有,就分配,但这也可能造成死锁。

但由于死锁并不是经常发生的,故大大提高了系统运行的效率。

通过本实验,可使学生进一步加深理解和掌握死锁的检测算法。

(二)实验题目两个题目任选其一:1、编写对每种类型多个资源的死锁检测算法。

2、使用检测“进程—资源循环等待链”的方法,编写死锁检测算法(有参考代码)(三)实验要求题目1:(1)死锁检测算法的数据结构参考教材3.4.2节图3-6的现有资源矩阵E、可用资源矩阵A、当前分配矩阵C、进程请求资源矩阵R。

(2)完成对教材中图3-7的死锁检测算法例子的测试。

(3)完成在图3-7基础上,修改进程2的请求分别为2 1 0 1 下的死锁检测。

题目2:(1)利用“进程—资源循环等待链”的方法,编写死锁检测算法的具体方法可参考教材3.4.1节的算法,在了解此算法思想的基础上,也可参考给定代码;具体代码描述见附件1。

(2)利用教材图3-5 a)中的资源分配图完成对该算法的测试。

(四)实验报告要求•画出所实现算法的详细框图;•说明所采用的数据结构;•列出输入数据(进程和所申请的资源数据可用命令行或文件输入);•列出运算的输出结果(输入结果包括是否死锁,死锁进程有哪些,也可包含中间结果);•实验总结与心得。

•根据情况可以列出代码。

附件1:模拟死锁检测算法描述1.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:”。

死锁检测与解除

死锁检测与解除
死锁的检测与解除
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

死锁的检测与解除
操作系统1.资源分配图(Resource Allocation Graph)
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

如何进行编程中的死锁检测和解决

如何进行编程中的死锁检测和解决

如何进行编程中的死锁检测和解决编程中的死锁检测和解决编程中的死锁问题是指两个或多个进程被永久地阻塞,它们都在等待彼此释放资源,从而无法继续执行的情况。

这是一种非常常见的并发编程问题,如果不及时解决,会严重影响系统的性能和可用性。

本文将介绍如何进行编程中的死锁检测和解决,以帮助开发人员有效地应对这一问题。

一、死锁检测死锁检测是指通过系统资源分配状态的周期性检测,来判断是否存在死锁的发生。

一般来说,常用的死锁检测算法有图论算法、资源分配图算法和银行家算法。

图论算法是通过构建进程和资源之间的有向图,来判断是否存在环路从而判断是否有死锁发生。

资源分配图算法是通过绘制资源和进程之间的关系图,来判断是否存在进程等待环路。

而银行家算法则是一种比较常用的死锁检测算法,它通过模拟系统资源的状态和进程请求资源的情况,来判断是否有死锁的可能性。

二、死锁解决在检测到死锁后,我们需要采取相应的解决方法来消除死锁。

常用的死锁解决方法有以下几种。

1. 资源剥夺法资源剥夺法是指当系统检测到死锁发生时,通过剥夺一些占用资源的进程来解除死锁。

这种方法需要根据一定的策略选择被剥夺的进程,并释放其占用的资源。

常用的策略包括优先级、资源占用量等。

2. 撤销进程法撤销进程法是指当检测到死锁发生时,直接撤销死锁的进程来解除死锁。

这种方法需要先选定一个进程进行撤销,然后释放该进程占用的资源。

选择哪个进程撤销可以根据一定的策略进行选择,如撤销时间、运行时间等。

3. 进程回退法进程回退法是指当检测到死锁发生时,要求造成死锁的进程回退到一个安全点(即无死锁状态),以解除死锁。

这种方法需要保存进程在发生死锁前的状态,通过回退操作将进程恢复到死锁发生之前的状态。

4. 进程终止法进程终止法是指当检测到死锁发生时,直接终止所有死锁进程来解除死锁。

这种方法比较激进,会丢失一定的进程信息和数据,因此需要慎重使用。

三、预防死锁在编程过程中,除了死锁的检测和解决,我们还应该注意预防死锁的发生。

死锁检测与解除算法

死锁检测与解除算法

死锁检测与解除算法死锁是指在并发系统中,两个或多个进程因为争夺有限的资源而陷入无限等待的状态,无法继续执行下去。

为了避免和解决死锁问题,需要进行死锁检测与解除。

死锁检测算法是通过资源分配图进行分析,来判断系统是否处于死锁状态。

资源分配图是一个有向图,其中节点表示进程和资源,边表示进程对资源的请求和分配关系。

常用的死锁检测算法有图算法和银行家算法。

图算法通过深度优先或广度优先来遍历资源分配图,从而检测出是否存在环路。

如果存在环路,则说明存在死锁。

该算法的时间复杂度为O(n^2),其中n为进程数或资源数。

银行家算法是一种基于资源的分配和回收策略的死锁避免算法。

该算法通过安全状态判断来检测死锁。

安全状态是指系统能够按照一些进程请求资源的顺序分配资源,使得所有进程都能顺利执行完毕而不会进入死锁状态。

如果系统处于安全状态,则说明不存在死锁。

该算法的时间复杂度为O(n*m^2),其中n为进程数,m为资源数。

死锁解除算法是在检测到系统处于死锁状态时,通过释放资源和回滚进程等方式来解除死锁。

常用的死锁解除算法有抢占法、撤销法和回滚法。

抢占法是指终止一个或多个进程并回收其资源,以解除死锁。

在实施抢占前,需要对进程进行优先级排序,选择优先级最低的进程进行终止。

然后将被终止进程的资源释放给等待资源的进程。

抢占法虽然可以解除死锁,但会导致被终止进程的工作丢失,因此需要谨慎使用。

撤销法是指回滚一个或多个进程的动作,从而释放它们所占用的资源。

撤销是通过记录进程的执行状态和资源分配信息,并按照回滚机制进行恢复。

撤销法通常会涉及进程的暂停和恢复,对系统的影响较大,需要谨慎考虑。

回滚法是指将系统恢复到之前的安全状态,从而解除死锁。

回滚方法的实现需要保留系统历史状态的信息,并进行状态回滚。

回滚通常需要使用一种类似于文件系统的持久化存储来保存系统状态,以便在死锁发生时进行恢复。

回滚法对系统的影响较小,但需要一定的开销去保持历史状态信息。

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

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。

操作系统的死锁检测与避免

操作系统的死锁检测与避免

操作系统的死锁检测与避免死锁是操作系统中常见的一个问题,指的是多个进程因为互相等待资源而陷入无法继续执行的状态。

当出现死锁时,系统无法正常工作,用户体验受到严重影响。

因此,操作系统需要具备死锁检测与避免的功能,以保证系统稳定性和可靠性。

一、死锁的定义和特征死锁是指两个或多个进程无限期地等待某些资源,而无法继续执行的状态。

要发生死锁,必须满足以下四个必要条件:1. 互斥条件:每个资源只能被一个进程占用,其他进程必须等待释放。

2. 占有和等待条件:进程已经获得资源的同时又申请新的资源。

3. 不可抢占条件:已分配的资源不能被强制性地剥夺。

4. 循环等待条件:存在一个进程资源的循环链,每个进程都在等待下一个进程的资源。

二、死锁的检测方法为了及时发现死锁,操作系统通常会采用以下两种死锁检测的方法之一:1. 资源分配图法:将资源和进程之间的关系表示为一个资源分配图,通过遍历图来检测是否存在环路。

如果存在环路,则表示系统发生了死锁。

2. 银行家算法:银行家算法是一种预防死锁的算法,通过判断系统资源的分配情况和进程的最大资源需求,来判断是否会发生死锁。

如果不会发生死锁,那么允许进程请求资源;否则,拒绝进程的资源请求。

三、死锁的避免方法为了避免死锁的发生,操作系统可以采取以下几种策略:1. 资源预分配:在进程执行前,通过分析进程对资源的需求,提前进行资源的合理分配。

这种方法需要事先获得进程的资源请求序列,并且不会导致资源浪费。

2. 有序资源请求:要求进程只能按照某种预定义的顺序请求资源,避免进程之间形成循环等待的条件。

3. 资源剥夺和回收:当某个进程等待时间过长或者已经执行完毕时,操作系统可以剥夺该进程的资源,并分配给其他进程。

这种方法可以打破循环等待条件。

4. 资源合并和分割:当某个进程请求多个资源时,操作系统可以尝试将多个资源合并为一个,并且保证合并后还可以满足其他进程的需要。

这样就可以避免死锁的产生。

在实际操作系统中,通常会结合多种方法来进行死锁的检测和避免。

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实验四死锁检测实验
(一)实验目的
采用银行家算法来预防死锁是可靠的,但也是非常保守的,因为它限制了进程对资源的存取,从而降低了进程的并发运行程度。死锁检测并不限制进程对资源的申请,只要有,就分配,但这也可能造成死锁。但由于死锁并不是经常发生的,故大大提高了系统运行的效率。通过本实验,可使学生进一步加深理解和掌握死锁的检测算法。
“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 1
2 2
3 3
进程等待表:
1 2
2 3
3 1
2.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:”。
for(i=1;i<max_process+1;i++){ //做进程最大数目次矩阵连接
for(j=1;j<max_process+1;j++){
for(k=1;k<max_process+1;k++){
table[i][j]=table[i][j]||(table[i][k]&&table[k][j]); //&&与,||或
cout<<endl<<endl;
}
void main()
{
int flag;
version();
initial();
flag=rБайду номын сангаасadData();
if(flag)check();
}
return 0;
}
else{
while(!feof(fp)){
fscanf(fp,"%d %d",&occupy[occupy_quantity].resource,&occupy[occupy_quantity].process);
occupy_quantity++;
}
}
cout<<"请输入进程等待表文件的文件名:"<<endl;
}
}
for(i=0;i<wait_quantity;i++){
for(j=0;j<occupy_quantity;j++){
if(wait[i].resource==occupy[j].resource){
table[wait[i].process][occupy[j].process]=1;
table1[wait[i].process][occupy[j].process]=1;
p=j;
break;
}
}
}
if(p==flag)t=0; //出现节点的重复/即环,结束
}
cout<<flag<<endl;
}
else{
cout<<"不存在死锁"<<endl;
}
}
//显示版权信息函数
void version()
{
cout<<endl<<endl;
cout<<"┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓"<<endl;
wait_quantity++;
}
}
//输出所读入的数据
cout<<endl<<endl<<"输出所读入的数据"<<endl;
cout<<"━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━"<<endl;
cout<<"资源分配表"<<endl;
cout<<"资源编号进程编号"<<endl;
for(i=0;i<occupy_quantity;i++){
//进程循环等待队列中的所有进程是table表中的这一行是1的进程,只是顺序要再确定
//即该进程无法运行,则其他它后面运行的进程也无法运行
t=1;
while(t){
cout<<p<<" ";
for(j=1;j<max_process+1;j++){
if(table1[p][j]==1){
if(table[j][flag]==1){
if(table[i][i]==1){
flag=i;
break;
}
}
cout<<endl<<endl<<"检测结果"<<endl;
cout<<"───────────────────"<<endl;
if(flag!=-1){
cout<<"存在死锁"<<endl;
cout<<"进程循环等待队列:";
p=flag; //存在进程循环等待队列的那一进程
(四)实验报告要求
画出所实现算法的详细框图;
说明所采用的数据结构;
列出输入数据(进程和所申请的资源数据可用命令行或文件输入);
列出运算的输出结果(输入结果包括是否死锁,死锁进程有哪些,也可包含中间结果);
实验总结与心得。
根据情况可以列出代码。
附件1:
模拟死锁检测算法描述
1.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。
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)。
4.死锁检测算法:检测算法通过反复查找进程等待表和资源分配表,来确定进程Pj对资源ri的请求是否导致形成环路,若是,便确定出现死锁。
(二)实验题目
两个题目任选其一:
1、编写对每种类型多个资源的死锁检测算法。
2、使用检测“进程—资源循环等待链”的方法,编写死锁检测算法(有参考代码)
(三)实验要求
题目1:
(1)死锁检测算法的数据结构参考教材3.4.2节图3-6的现有资源矩阵E、可用资源矩阵A、当前分配矩阵C、进程请求资源矩阵R。
(2)完成对教材中图3-7的死锁检测算法例子的测试。
cout<<"┃死锁检测算法┃"<<endl;
cout<<"┠───────────────────────┨"<<endl;
cout<<"┃(c)All Right Reserved SWPU┃"<<endl;
cout<<"┃version 2007 build 1021┃"<<endl;
cout<<"┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛"<<endl;
cout<<" "<<wait[i].resource<<" "<<wait[i].process<<endl;
}
return 1;
}
//检测
void check()
{
int table[MAXQUEUE][MAXQUEUE];
int table1[MAXQUEUE][MAXQUEUE];
int i,j,k;
}
}
}
cout<<"检测后的等待占用表:"<<endl;
for(i=1;i<max_process+1;i++){
for(j=1;j<max_process+1;j++){
cout<<table[i][j]<<" ";
}
cout<<endl;
}
flag=-1;
for(i=1;i<max_process+1;i++){
5.源代码参考:
#include<stdio.h>
#include<iostream.h>
#include<string.h>
const int MAXQUEUE=100; //定义表的最大行数
typedef struct node{
int resource;
int process;
}cell; //边的结构(一个资源节点、一个进程节点)
//strcpy(fname,"d:\tmp\trouble2.txt");
cin>>fname;
if((fp=fopen(fname,"r"))==NULL){
cout<<"错误,文件打不开,请检查文件名:)"<<endl;
return 0;
}
else{
while(!feof(fp)){
fscanf(fp,"%d %d",&wait[wait_quantity].process,&wait[wait_quantity].resource);
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