浅谈操作系统中的死锁问题

浅谈操作系统中的死锁问题
学院：数学与计算机科学学院
姓名
学号：
摘要：进程死锁问题是操作系统的主要问题之一，很多学者专家一直在研究怎样解决这个问题。

本文针对操作系统中经常出现的死锁问题进行了讨论，阐述了死锁出现的原因、四个必要条件，以及死锁的处理方法。

关键词：死锁；死锁产生的原因；死锁产生的条件；死锁的解除与预防；银行家算法。

一、死锁的概述：
死锁是进程死锁的简称，是由Dijkstra于1965年研究银行家算法时首先提出的。

所谓死锁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，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

二、产生死锁的原因：
因为系统资源不足；进程运行推进的顺序不合适；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
三、产生死锁的四个必要条件：
互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

请求与保持条件（占有等待）：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

不剥夺条件（不可抢占）：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。

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。

四、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。

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。

⑴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。

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。

⑵银行算法。

避免死锁算法中最有代表性的算法是DijkstraE.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。

五、死锁排除的方法：
撤消陷于死锁的全部进程；逐个撤消陷于死锁的进程，直到死锁不存在；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；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。

死锁是网络中最容易发生的故障之一，即使在网络负荷
不很重时也会发生。

死锁发生时，一组节点由于没有空闲缓冲区而元法接收和转发分组，节点之间相互等待，既不能接收分组也不能转发分组，并一直保持这一僵局，严重时甚至导致整个网络的瘫痪。

常用的实施方法是撤消或挂起一些进程，以便回收一些资源，再将这些资源分配给已处于阻塞状态的进程，使之转为就绪状态以继续运行。

（1）剥夺资源。

从其它进程剥压足够数量的资源给死锁进程，以解除死锁状态；（2）撤消进程。

最简单的撤消进程的方法是使全部死锁进程都夭折掉；稍为温和一点的方法是按照某种顺序逐个地撤消进程，直至有足够的资源可用，死锁状态消除为止。

六、总结：
合理的分配计算机资源是操作系统主要工作之一，有效的处理死锁是其重要的组成部分。

然而由于计算机系统的复杂性，死锁问题至今仍然难以完全解决，现有的各种解决方法都是以不同程度在牺牲系统效率为代价的。

总之，在这里讨论死锁问题，希望本文的讨论有利于读者对死锁问题的深刻理解，并深入研究解决死锁问题的方法。

七、参考文献：
①张尧学,史美林.计算机操作系统教程[M].北京:清华大学出版社,2000
②甄志龙于远诚 OS中死锁问题的状态模型探讨 [J]通化师范学院学报 2005.
③汤子赢.计算机操作系统[M].西安:西安电子科技大学出版社,1999。