银行家算法安全性序列分析

银行家算法安全性序列分析

摘要在操作系统的处理机调度的过程中，由于竞争资源或者进程间推进顺序非法，都会导致死锁的发生。本文主要研究如何利用银行家算法可以避免死锁，并分析银行家算法安全性序列。

关键词银行家算法；安全性序列；避免死锁

0引言

处理死锁的方法主要包括预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁。而利用银行家算法可以避免死锁，在这一避免死锁的过程中，银行家算法安全性序列分析是尤为重要的。

1 银行家算法中的数据结构

1）空闲资源向量Available。这是一个数组，它里面包括m个元素，这些元素都可以分别用来表示一种空闲的资源的数量的多少，系统中存储的这种全部空闲的资源的数量的多少为它的初始值，随该类资源的分配和回收，其数值发生动态地改变。如果Available［j］=K，那么，系统中当前存在K个Rj类资源；

2）最大需求矩阵Max。Max矩阵是n×m维的，该矩阵定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max［i,j］=K，那么，进程i需要Rj类资源的最大数量的多少为K；

3）分配矩阵Allocation。Allocation矩阵是n×m维的，该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。如果Allocation［i,j］=K，那么，进程i当前已分得Rj类资源的数量的多少为K；

4）需求矩阵Need。Need矩阵是n×m维的，该矩阵定义了所有进程仍然需求的各类资源数。如果Need［i,j］=K，那么，为了能够完成其任务，进程i还需要Rj类资源K个。

Need［i,j］=Max［i,j］-Allocation［i,j］。

2 银行家算法

设Requesti是进程Pi的请求向量，如果Requesti［j］=K，表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查：

1）如果Requesti［j］≤Need［i,j］，便转向步骤2；否则认为出错，因为它所需要的资源数大于它仍然需要的最大值。

2）如果Requesti［j］≤Available［j］，便转向步骤（3）；否则，表示尚无足够资源，Pi须等待。

3）系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下面数据结构中的数值：

Available［j］∶=Available［j］-Requesti［j］；

Allocation［i,j］∶=Allocation［i,j］+Requesti［j］；

Need［i,j］∶=Need［i,j］-Requesti［j］；

4）系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。如果安全，就正式将资源分配给进程Pi，从而实现本次分配；反之，取消这次的试探分配，保持上一次的资源分配状态，让进程Pi等待。

3 安全性算法

1）设置两个向量

（1）工作向量Work：它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数量的多少，它含有m个元素，在执行安全算法开始时，Work∶=Available；（2）Finish：它表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完成。开始时先做Finish［i］∶=false；当有足够资源分配给进程时，再令Finish［i］∶=true。

2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程

（1）Finish［i］=false；

（2）Need［i,j］≤Work［j］；

如果找到，那么，执行步骤（3），否则，执行步骤（4）。

3）当进程Pi获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：

Work［j］∶=Work［i］+Allocation［i,j］;

Finish［i］∶=true;

go to step 2;

4）如果所有进程的Finish［i］=true都满足，则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。

4 银行家算法安全性序列分析之例

假定系统中有5个进程｛P0, P1, P2, P3, P4｝和3类资源｛A, B, C｝，各种资源的数量分别为10、5、7，在T0时刻的资源分配情况如表1 所示。

参考文献

[1]崔建平.深入探讨银行家算法[J].科技信息(学术研究)，2008(17).

[2]侯刚.深入解析银行家算法[J].潍坊学院学报，2006(2).

[3]曹现玲.浅谈银行家算法[J].中国科技信息，2008(16).

[4]仲兆满，管燕.银行家算法的改进及其在操作系统上的推广[J].连云港师范高等专科学校学报，2002(2).

[5]王继奎，王会勇.基于银行家算法的进程安全序列全搜索算法[J].甘肃科学学报，2009(2).