死锁的机制与预防

死锁产生的原因及四个必要条件
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。因此，对资源的分配要给予合理的规划。
比较有名气的预防思索的算法是银行家算法:
银行家算法设计:
1．设进程i提出请求Request[n]，则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果Request[n]>Need[i，n]，则报错返回。
(2)如果Request[n]>Available，则进程i进入等待资源状态，返回。
(3)假设进程i的申请已获批准，于是修改系统状态：
Available=Available-Request
Allocation=Allocation+Request
Need=Need-Request
(4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。
2．安全性检查
(1)设置两个工作向量Work=Available；Finish =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=Work+Allocation
Finish=True
GO TO 2
(4)如所有的进程Finish =true，则表示安全；否则系统不安全。
3．数据结构
假设有M个进程N类资源，则有如下数据结构:
#define W 10
#define R 20
int A ; //总进程数
int B ; //资源种类
int ALL_RESOURCE[W]; //各种资源的数目总和
int MAX[W] ; //M个进程对N类资源最大资源需求量
int AVAILABLE ; //系统可用资源数
int ALLOCATION[W] ; //M个进程已经得到N类资源的资源量
int NEED[

W] ; //M个进程还需要N类资源的资源量
int Request ; //请求资源个数
5.4主要函数说明
void showdata(); //主要用来输出资源分配情况
void changdata(int); //主要用来输出资源分配后后的情况
void rstordata(int); //用来恢复资源分配情况,如:银行家算法时,由于分配不安全则要恢复资源分配情况
int chkerr(int); //银行家分配算法的安全检查
void bank() ; //银行家算法
银行家算法的课程设计（二)VC++6.02008-01-28 15:29源程序
数据结构分析：
假设有M个进程N类资源，则有如下数据结构:
#define W 10
#define R 20
int A ; //总进程数
int B ; //资源种类
int ALL_RESOURCE[W]; //各种资源的数目总和
int MAX[W] ; //M个进程对N类资源最大资源需求量
int AVAILABLE ; //系统可用资源数
int ALLOCATION[W] ; //M个进程已经得到N类资源的资源量
int NEED[W] ; //M个进程还需要N类资源的资源量
int Request ; //请求资源个数
第3章 程序清单#include
using namespace std;
#define MAXPROCESS 50 /*最大进程数*/
#define MAXRESOURCE 100 /*最大资源数*/
int AVAILABLE[MAXRESOURCE]; /*可用资源数组*/
int MAX[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; /*最大需求矩阵*/
int ALLOCATION[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; /*分配矩阵*/
int NEED[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; /*需求矩阵*/
int REQUEST[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; /*进程需要资源数*/
bool FINISH[MAXPROCESS]; /*系统是否有足够的资源分配*/
int p[MAXPROCESS]; /*记录序列*/
int m,n; /*m个进程,n个资源*/
void Init();
bool Safe();
void Bank();
int main()
{
Init();
Safe();
Bank();
}
void Init() /*初始化算法*/
{
int i,j;
cout<<"\t---------------------------------------------------"<cout<<"\t|| ||"<cout<<"\t|| 银行家算法 ||"<cout<<"\t|| ||"<cout<<"\t|| 计科04151 李宏 ||"<cout<<"\t|| ||"<cout<<"\t|| 0415084211 ||"<cout<<"\t---------------------------------------------------"<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"<for(i=0;ifor(j=0;jcin>>MAX[j];
cout<<"请输入每个进程已

分配的各资源数,也按照"<for(i=0;i{
for(j=0;j{
cin>>ALLOCATION[j];
NEED[j]=MAX[j]-ALLOCATION[j];
if(NEED[j]<0)
{
cout<<"您输入的第"<j--;
continue;
}
}
}
cout<<"请输入各个资源现有的数目:"<for(i=0;i{
cin>>AVAILABLE;
}
}
void Bank() /*银行家算法*/
{
int i,cusneed;
char again;
while(1)
{
cout<<"请输入要申请资源的进程号(注:第1个进程号为0,依次类推)"<cin>>cusneed;
cout<<"请输入进程所请求的各资源的数量"<for(i=0;i{
cin>>REQUEST[cusneed];
}
for(i=0;i{
if(REQUEST[cusneed]>NEED[cusneed])
{
cout<<"您输入的请求数超过进程的需求量!请重新输入!"<continue;
}
if(REQUEST[cusneed]>AVAILABLE)
{
cout<<"您输入的请求数超过系统有的资源数!请重新输入!"<continue;
}
}
for(i=0;i{
AVAILABLE-=REQUEST[cusneed];
ALLOCATION[cusneed]+=REQUEST[cusneed];
NEED[cusneed]-=REQUEST[cusneed];
}
if(Safe())
{
cout<<"同意分配请求!"<}
else
{
cout<<"您的请求被拒绝!"<for(i=0;i{
AVAILABLE+=REQUEST[cusneed];
ALLOCATION[cusneed]-=REQUEST[cusneed];
NEED[cusneed]+=REQUEST[cusneed];
}
}
for(i=0;i{
FINISH=false;
}
cout<<"您还想再次请求分配吗?是请按y/Y,否请按其它键"<cin>>again;
if(again=='y'||again=='Y')
{
continue;
}
break;
}
}
bool Safe() /*安全性算法*/
{
int i,j,k,l=0;
int Work[MAXRESOURCE]; /*工作数组*/
for(i=0;iWork=AVAILABLE;
for(i=0;i{
FINISH=false;
}
for(i=0;i{
if(FINISH==true)
{
continue;
}
else
{
for(j=0;j{
if(NEED[j]>Work[j])
{
break;
}
}
if(j==n)
{
FINISH=true;
for(k=0;k{
Work[k]+=ALLOCATION[k];

}
p[l++]=i;
i=-1;
}
else
{
continue;
}
}
if(l==m)
{
cout<<"系统是安全的"<cout<<"安全序列:"<for(i=0;i{
cout<if(i!=l-1)
{
cout<<"-->";
}
}
cout<<""<return true;
}
}
cout<<"系统是不安全的"<return false;
}