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 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：”。

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。

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）
cell occupy[MAXQUEUE]; //分配边数组
int occupy_quantity; //分配边的数量
cell wait[MAXQUEUE]; //申请边数组
int wait_quantity; //申请边的数量
//初始化函数
void initial()
{
int i;
for(i=0;i<MAXQUEUE;i++){
occupy[i].process=-1;
occupy[i].resource=-1;
wait[i].process=-1;
wait[i].resource=-1;
}
occupy_quantity=0;
wait_quantity=0;
}
//读数据文件
int readData()
{
FILE *fp;
char fname[20];
int i;
cout<<"请输入资源分配表文件的文件名:"<<endl;
//strcpy(fname,"d:\tmp\trouble1.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",&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;
//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);
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++){
cout<<" "<<occupy[i].resource<<" "<<occupy[i].process<<endl;
}
cout<<"───────────────────────"<<endl;
cout<<"进程等待表"<<endl;
cout<<"进程编号资源编号"<<endl;
for(i=0;i<wait_quantity;i++){
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;
int flag,t,p;
int max_process;
//初始化表格
for(i=1;i<MAXQUEUE;i++){
for(j=1;j<MAXQUEUE;j++){
table[i][j]=0;
table1[i][j]=0;
}
}
//先找到进程最大编号
max_process=-1;
for(i=0;i<occupy_quantity;i++){
if(occupy[i].process>max_process){
max_process=occupy[i].process;
}
}
for(i=0;i<wait_quantity;i++){
if(wait[i].process>max_process){
max_process=wait[i].process;
}
}
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;
}
}
}
cout<<"初始等待占用表:"<<endl;
for(i=1;i<max_process+1;i++){ //因为要显示进程0，因为没有进程0，所以加1 for(j=1;j<max_process+1;j++){
cout<<table[i][j]<<" ";
}
cout<<endl;
}
cout<<endl;
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<<"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++){
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
//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){
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; 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<<endl<<endl;
}
void main()
{
int flag;
version();
initial();
flag=readData();
if(flag)check();
}。