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查字典通>>百科>> deadlock

具体定义
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  由于资源占用是互斥的,当某个进程提出申请资源后,使得有关进程在无外力协助下,永远分配不到必需的资源而无法继续运行,这就产生了一种特殊现象死锁。

  一种情形,此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞(等待),每个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。例如,如果线程A锁住了记录1并等待记录2,而线程B锁住了记录2并等待记录1,这样两个线程就发生了死锁现象。

  计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当,更常见的可能是程序员写的程序有错误等,则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。

产生deadlock的原因主要是:
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  (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deadlock的四个必要条件:
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  (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。

deadlock的解除与预防:
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  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,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 。因此,对资源的分配要给予合理的规划。

  一、有序资源分配法

  这种算法资源按某种规则系统中的所有资源统一编号(例如打印机为1、磁带机为2、磁盘为3、等等),申请时必须以上升的次序。系统要求申请进程:

  1、对它所必须使用的而且属于同一类的所有资源,必须一次申请完;

  2、在申请不同类资源时,必须按各类设备的编号依次申请。例如:进程PA,使用资源的顺序是R1,R2; 进程PB,使用资源的顺序是R1,R2;若采用动态分配有可能形成环路条件,造成死锁。

  采用有序资源分配法:R1的编号为1,R2的编号为2;

  PA:申请次序应是:R1,R2

  PB:申请次序应是:R1,R2

  这样就破坏了环路条件,避免了死锁的发生

  二、银行算法

  避免死锁算法中最有代表性的算法是Dijkstra E.W 于1968年提出的银行家算法:

  该算法需要检查申请者对资源的最大需求量,如果系统现存的各类资源可以满足申请者的请求,就满足申请者的请求。

  这样申请者就可很快完成其计算,然后释放它占用的资源,从而保证了系统中的所有进程都能完成,所以可避免死锁的发生。

deadlock排除的方法:
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  1、撤消陷于死锁的全部进程;

  2、逐个撤消陷于死锁的进程,直到死锁不存在;

  3、从陷于死锁的进程中逐个强迫放弃所占用的资源,直至死锁消失。

  4、从另外一些进程那里强行剥夺足够数量的资源分配给死锁进程,以解除死锁状态

《deadlock》英田沙希
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  BL小说作家英田沙希的小说作品,《DEADLOCK》。

  插图:高阶佑

利用银行家算法避免死锁
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  最具有代表性的避免死锁的算法,是Dijkastra的银行家算法,这是由于该算法能用于银行系统现金贷款的发放而得名的,为实现银行家算法,系统中必须设置若干数据结构

  1)可利用资源向量Available 是个含有m个元素的数组,其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目。如果Available[j]=K,则表示系统中现有Rj类资源K个。

  2)最大需求矩阵Max 这是一个n×m的矩阵,它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i,j]=K,则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。 

  3)分配矩阵Allocation 这也是一个n×m的矩阵,它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation[i,j]=K,则表示进程i当前已分得Rj类资源的 数目为K。 

  4)需求矩阵Need。 这也是一个n×m的矩阵,用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i,j]=K,则表示进程i还需要Rj类资源K个,方能完成其任务。 Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]

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