操作系统死锁PPT课件

死锁避免
安全序列： 一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的， 如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n）， 它以后尚需要的资源量不超过系统 当前剩余资源量与所有进程Pj ( j < i )当前占有资源量之和，系统处于 安全状态 (安全状态一定是没有死锁发生的)
安全状态与不安全状态
不安全状态:不存在一个安全序列，不 安全状态一定导致死锁。安全状态一定不 会导致死锁。
• 进程通信使用的信件是一种临时性资源， 如果对信件的发送和接收不加限制，可能 引起死锁。
P1 Send(P2,S1)
Send(P1,S3)
P2
P3
Send(P3,S2)
3.5.1 死锁的基本概念
3.5.1.1 死锁的定义： 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 象称为进程死锁，这一组进程就称 为死锁进程。
P2Rel(R1)
②
P2Rel(R2) P2Req(R1)
P2Req(R2)
D ④
① ③
P1Req(R1)
P1Req(R2) P1Rel(R1) P1Rel(R2)
2)
若并发进程P1和P2按曲线④所示的顺序推进， 它们将进入不安全区D内。此时P1保持了资源R1, P2保持了资源R2, 系统处于不安全状态。因为，这 时两进程再向前推进，便可能发生死锁。例如， 当P1运行到P1:Request(R2)时，将因R2已被P2占用 而阻塞；当P2运行到P2: Request(R1)时，也将因R1 已被P1占用而阻塞，于是发生了进程死锁。
缺点：可能会产生等待资源的时间较长；有些 资源在拥有后可能不会使用或使用几率较小，造 成其他进程也无法申请。
死锁预防
破坏“循环等待”条件
采用资源有序分配法：
把系统中所有资源编号，进程在申 请资源时必须严格按资源编号的递 增次序进行，否则操作系统不予分 配
破坏“循环等待”条件
例如：1，2，3，…，10
(2) 避免死锁： 采取合适的资源分配策略防止其进入不安 全状态
(3) 检测死锁：允许死锁产生，但不断去检查，一旦死锁 立刻清除。
(4) 解除死锁：与检测机构配套使用，采用各种措施进行 死锁的解除。
3.6 死锁的预防
定义：
在系统设计时确定资源分配算法，保 证不发生死锁。具体的做法是破坏 产生死锁的四个必要条件之一
3.5.1.2 资源分类
* 可抢占(剥夺)资源：CPU和RAM • 不可抢占（剥夺）资源：打印机等、磁
带机等
临时性资源：只可使用一次的资源；如信 号量,中断信号，同步信号等（可消耗性 资源）
“申请--分配--使用--释放”模式
3.5.1 产生死锁的原因 (1)竞争资源。 (2) 进程间推进顺序不当。
利用银行家算法避免死锁
银行家算法 1、银行家拥有一笔周转资金 2、客户要求分期贷款，如果客户能够得
释放读卡机 释放读卡机
释放打印机 释放打印机
例２ PV操作使用不当产生死锁
进程Q1 ………
• P(S1); • P(s2); • 使用r1和r2; • V(S1); • V(S2);
进程Q2 ……… P(s2); P(s1);
使用r1和r2 V(s2); V(S1);
例３ 资源分配不当引起死锁
例４对临时性资源使用不加限制引起死锁
3.5 死锁
死锁的基本概念 死锁的解决方案
（预防，避免，检测及解除） 资源分配图
例1：生活中 的交通死锁
死锁的现象
计算机中若干死锁的例子
例１进程推进顺序不当产生死锁
设系统有打印机、读卡机各一台，被进程 Ｐ和Ｑ共享。两个进程并发执行，按下列次
序请求和释放资源：
进程Ｐ
进程Ｑ
请求读卡机 请求打印机
请求打印机 请求读卡机
一个进程在申请新的资源的同时保持 对原有资源的占有 （只有这样才是动态申请，动态分配）
4) 循环等待
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
3.5.3 死锁的解决方案
(1) 预防死锁 事先采取措施，破坏产生死锁的四个必要条件。
P1： 申请1 申请3 申请9
…
P2： 申请1 申请2 申请5
…
P3 …… P10
死锁避免定义
定义： 在系统运行过程中，对进程发出的每 一个系统能够满足的资源申请进行动 态检查，并根据检查结果决定是否分 配资源，若分配后系统可能发生死锁， 则不予分配，否则予以分配
安全状态与不安全状态
安全状态： 如果存在一个由系统中所有进程构 成的安全序列P1，…Pn，则系统处 于安全状态
死锁预防
破坏“不可剥夺”条件 在允许进程动态申请资源前提下规定， 一个进程在申请新的资源不能立即 得到满足而变为等待状态之前，必 须释放已占有的全部资源，若需要 再重新申请。
缺点：对于打印机、外设等需要连续写的设 备来讲，可能会意味着前段时间的工作的失效。
死锁预防
破坏“请求和保持”条件
要求每个进程在运行前必须一次性申 请它所要求的所有资源，且仅当该 进程所要资源均可满足时才给予一 次性分配。
死锁（Deadlock） 饥饿（Starvation） 注意区分上述概念
关于死锁的一些结论：
➢ 参与死锁的进程最少是两个
➢ 参与死锁的进程至少有两个已经占有资源 ➢ 参与死锁的所有进程都在等待资源 ➢ 参与死锁的进程是当前系统中所有进程的子集
注：如果死锁发生，会浪费大量系统资源， 甚至导致系统崩溃。
3.5.2 产生死锁的四个必要条件
互斥使用（资源独占） 不可强占（不可剥夺） 请求和保持（部分分配，占有申请） 循环环路等待
1) 互斥使用（资源独占） 一个资源每次只能给一个进程使用
2) 不可强占（不可剥夺） 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
3) 请求和保持 （部分分配，占有申请）
1. 竞争资源引起进程死锁
P1百度文库
R1
R2
P2
图 3-12 I/O设备共享时的死锁情况
P1
三个进程都在以对方释放掉
信号作为自己释放信号的必
S3
S1
备条件，从而形成了互相的
等待，造成死锁。
P3
P2
S2
图 3-13 进程之间通信时的死锁
2. 进程推进顺序不当引起死锁 进程推进线
1) 进程推进顺序合法
图 3-14 进程推进顺序对死锁的影响