死锁避免 银行家算法_银行家算法例题详解_银行家算法解题过程

在操作系统的设计中，我们往往无法回避一个问题，那就是进程对有限资源的占用问题。在计算机系统中有很多独占性的资源，在任一时刻，它们都只能被一个进程使用。常见的有打印机、磁带驱动器等。例如：两个进程同时打印会引起打印混乱。鉴于此，操作系统全都具有授权一进程（临时）独占地访问某一种资源的能力。

在很多情形中，需要一个进程独占地访问若干种资源而不是一种。例如将一个大文件由磁带拷贝至打印机，进程需要同时访问磁带驱动器和打印机，并且不允许其他进程这时访问它们。在只有一个进程的系统中，该进程可以要求任何它所需要的资源，然后进行工作。但是，在一个多道程序系统中，就有可能出现严重的问题。例如，两个进程分别准备打印一个非常大的磁带文件。进程A申请打印机，并得到授权。进程B申请磁带机，也得到授权。现在，A申请磁带机，但该请求在B释放磁带机前会被拒绝。不幸的是，B非但不放弃磁带机，而且去申请打印机，而A在申请到磁带机之前也不会释放打印机。这时，两个进程都被阻塞，并且保持下去，这种状况就是死锁（deadlock）.

下面系统阐述一下死锁的定义：所谓死锁，就是多个进程循环等待它方占有的资源而无限期的僵持下去的局面。显然，如果没有外力的作用，那么死锁涉及到的各个进程都将永远处于封锁状态。

在操作系统的设计中，我们往往无法回避一个问题，那就是进程对有限资源的占用问题。在计算机系统中有很多独占性的资源，在任一时刻，它们都只能被一个进程使用。常见的有打印机、磁带驱动器等。例如：两个进程同时打印会引起打印混乱。鉴于此，操作系统全都具有授权一进程（临时）独占地访问某一种资源的能力。

在很多情形中，需要一个进程独占地访问若干种资源而不是一种。例如将一个大文件由磁带拷贝至打印机，进程需要同时访问磁带驱动器和打印机，并且不允许其他进程这时访问它们。在只有一个进程的系统中，该进程可以要求任何它所需要的资源，然后进行工作。但是，在一个多道程序系统中，就有可能出现严重的问题。例如，两个进程分别准备打印一个非常大的磁带文件。进程A申请打印机，并得到授权。进程B申请磁带机，也得到授权。现在，A申请磁带机，但该请求在B释放磁带机前会被拒绝。不幸的是，B非但不放弃磁带机，而且去申请打印机，而A在申请到磁带机之前也不会释放打印机。这时，两个进程都被阻塞，并且保持下去，这种状况就是死锁（deadlock）.

下面系统阐述一下死锁的定义：所谓死锁，就是多个进程循环等待它方占有的资源而无限期的僵持下去的局面。显然，如果没有外力的作用，那么死锁涉及到的各个进程都将永远处于封锁状态。

计算机系统产生死锁的根本原因就是资源有限且操作不当。即：一种原因是系统提供的资源太少了，远不能满足并发进程对资源的需求。这种竞争资源引起的死锁是我们要讨论的核心。例如：消息是一种临时性资源。某一时刻，进程A等待进程B发来的消息，进程B等待进程C发来的消息，而进程C又等待进程A发来的消息。消息未到，A，B，C三个进程均无法向前推进，也会发生进程通信上的死锁。

我们可以对资源进行以下分类：

可重用资源(reusable resource)：每个时刻只有一个进程使用，但不会耗尽，在宏观上各个进程轮流使用。如CPU、主存和辅存、I/O通道、外设、数据结构如文件、和信号量。有可能剥夺资源：由高优进程剥夺低优进程，或OS核心剥夺进程。

可重用资源死锁

死锁发生：双方都拥有部分资源，同时在请求对方已占有的资源。如次序：P1 P2 P1 P2

非可剥夺资源(consumable resource)：可以动态生成和消耗，一般不限制数量。如硬件中断、信号、消息、缓冲区内的数据。

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