第四章_死锁-1详解

按照死锁发生的时间过程，来思考解决思索问题的方法
忽略问题—鸵鸟算法
设计无死锁的系统 死锁防止
在应用编程时或资源分配管理设计时破坏死锁的必要条件
死锁避免
进行资源分配时，判断是否存在安全序列，存在情况下进行分配， 否则拒绝分配
死锁的四个必要条件
互斥（资源独占）
一个资源每次只能给一个进程使用
占有等待
一个进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有
非剥夺（不可抢占）
资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资 源只能由占有者自愿释放
环路等待
存在一个进程等待队列 {P1 , P2 , … , Pn}, 其中P1等待P2 占有的资源，P2等待P3占有的资源，…，Pn等待P1占有 的资源，形成一个进程等待环路
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死锁建模-资源分配图
A S R B R
R B 图. 资源分配图 a).占有一个资源 b).请求一个资源 c). 死锁
• 如果各类资源数为1，则系统出现死锁的充 要条件是资源分配图含圈
Pi
..
.
P
P
..
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死锁建模-资源分配图
形式化描述
资源分配图 G=(V,E),其中
顶点集V=P∪R,
P是进程集合：P={P1,P2,…,Pn} 资源集R={r1,r2,…,rm},ri表示系统中的ri类资源
E是边的集合，E中有两类边
分配边 (rj,Pi)
请求边( Pi,rj)
void process_A(void){ down(&resource_1); use_resource_1(); up(&resourcde_1); }
图. 采用信号量保护资源 a). 一个资源 b). 两个资源
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资源-资源获取
typedef int semaphore; 两个进程的情形 semaphore resource_1; semaphore resource_2; void process_A(void){ down(&resource_1); down(&resource_2); use_both_resource(); up(&resource_2); up(&resource_1); } void process_B(void){ down(&resource_1); down(&resource_2); use_both_resouce(); up(&resouce_2); up(&resouce_1); } typedef int semaphore; semaphore resource_1; semaphore resource_2; void process_A(void){ down(&resource_1); down(&resource_2); use_both_resource(); up(&resource_2); up(&resource_1); } void process_B(void){ down(&resource_2); down(&resource_1); use_both_resouce(); up(&resouce_1); up(&resouce_2); } 右）产生死锁的互斥
不可抢占资源
•不引起相关计算失败的情况下，无法把它从占有它的进程 处抢占过来 •打印机，CD刻录机（独占型资源）
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资源
一般而言，进程间的死锁问题多由不可抢占资源的排他性使 用引起。 对于可抢占资源，若存在潜在的死锁，可以通过进程间的重 新资源调配来解决. 进程使用资源(不可抢占)所需要的事件可以表述为 •请求资源 •使用资源 •释放资源 不同系统的资源请求、使用及释放过程有所不同。
第四章 死锁
资源 死锁概述
鸵wenku.baidu.com算法
死锁检测
死锁避免
死锁预防 其他问题
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资源
可抢占资源
•可以从拥有该资源的进程中抢占而不会产生任何副作用 •处理器、内存
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死锁定理
如果资源分配图中没有环路，则系统中没有死锁， 如果图中存在环路则系统中可能存在死锁
如果每个资源类中只包含一个资源实例，则环路 是死锁存在的充分必要条件
有环有死锁 北京工商大学 计信学院
有环无死锁
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解决死锁问题的方法
死锁概述-死锁定义
定义一
如果一组进程中，每个进程都在等待只能由该 进程集合中其他进程才能引发的事件，这个进 程集合就是死锁的
定义二 一组进程中，每个进程都无限等待被该组进程 中另一进程所占有的资源，因而永远无法得到 的资源，这种现象称为死锁，这一组进程就称 为死锁进程 北京工商大学 计信学院 Operating System
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资源-资源获取
采用互斥信号量对资源进行获取 一个进程的情形
typedef int semaphore; semaphore resource_1; typedef int semaphore; semaphore resource_1; semaphore resource_2; void process_A(void){ down(&resource_1); down(&resource_2); use_resource_1(); up(&resourcde_2); up(&resource_1); }
图. 左）无死锁的互斥 北京工商大学 计信学院
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P、V操作不当产生死锁
生产者进程 消费者进程 … … P(mutex) P(mutex) P(empty) P(full) … … 缓冲区满后，先后执行生产者进程和消费者进程。
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