避免死锁的银行家算法

为了实现银行家算法
继续实现四种数据结构
可利用资源向量:Available 每一个元素表示一类可以使用的资源
最大需求矩阵:Max 定义了n个进程中每个进程对m类资源最大需求
可分配矩阵:Allocation 定义了系统中每一类资源已经分配给每一进程的资源数
需求矩阵:Need 表示每一个进程所需要的资源数
Need=Max-Allocation

找进程调度的顺序
安全状态:是指系统能按照某种顺序如<P1,P2,…Pn>来为每个进程分配其所需资源,直至最大需求,使每个进程都可以顺利完成。
设 Request;是进程Pi的请求向量,如果 Requesti[j] = K,表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后,系统按下述步骤进行检査:
  (1) 如果 Requesti[j] ≤ Need[i,j]便转向步骤(2);否则认为出错,因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。
  (2) 如果 Requesti[j] ≤ Available[j],便转向步骤(3);否则,表示尚无足够资源,Pi须等待。
  (3) 系统试探着把资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值
    Available[j] = Available[j] - Requesti[j];
    Allocation[i,j] = Allocation[i,j] + Requesti[j];
    Need[i,j] = Need[i,j] - Requesti[j];
  (4) 系统执行安全性算法,检查此次资源分配后系统是否处于安全状态。若安全,才正式将资源分配给进程Pi,以完成本次分配;否则,将本次的试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程Pi等待。

在C语言中实现避免死锁银行家算法可以通过以下步骤来实现: 1. 定义资源的最大需求量、已分配数量和可用资源数量。 ```c int max[NUMBER_OF_CUSTOMERS][NUMBER_OF_RESOURCES]; int allocation[NUMBER_OF_CUSTOMERS][NUMBER_OF_RESOURCES]; int available[NUMBER_OF_RESOURCES]; ``` 2. 实现安全性检查函数,判断当前状态是否安全。 ```c int isSafeState(int customer_id, int request[]) { // 模拟分配资源给该进程 for (int i = 0; i < NUMBER_OF_RESOURCES; i++) { available[i] -= request[i]; allocation[customer_id][i] += request[i]; } // 执行安全性检查 int work[NUMBER_OF_RESOURCES]; bool finish[NUMBER_OF_CUSTOMERS]; for (int i = 0; i < NUMBER_OF_RESOURCES; i++) { work[i] = available[i]; } memset(finish, false, sizeof(finish)); int count = 0; while (count < NUMBER_OF_CUSTOMERS) { bool found = false; for (int i = 0; i < NUMBER_OF_CUSTOMERS; i++) { if (!finish[i]) { bool canFinish = true; for (int j = 0; j < NUMBER_OF_RESOURCES; j++) { if (max[i][j] - allocation[i][j] > work[j]) { canFinish = false; break; } } if (canFinish) { // 进程可以完成,释放资源 finish[i] = true; for (int j = 0; j < NUMBER_OF_RESOURCES; j++) { work[j] += allocation[i][j]; } found = true; count++; } } } if (!found) { // 没有找到可完成的进程 break; } } // 恢复分配资源前的状态 for (int i = 0; i < NUMBER_OF_RESOURCES; i++) { available[i] += request[i]; allocation[customer_id][i] -= request[i]; } return count == NUMBER_OF_CUSTOMERS; } ``` 3. 实现资源请求函数,处理进程对资源的请求。 ```c bool requestResources(int customer_id, int request[]) { // 检查请求是否超过最大需求量 for (int i = 0; i < NUMBER_OF_RESOURCES; i++) { if (request[i] > max[customer_id][i] - allocation[customer_id][i]) { return false; } } // 检查请求是否超过可用资源数量 for (int i = 0; i < NUMBER_OF_RESOURCES; i++) { if (request[i] > available[i]) { return false; } } // 检查安全性并分配资源 if (isSafeState(customer_id, request)) { for (int i = 0; i < NUMBER_OF_RESOURCES; i++) { available[i] -= request[i]; allocation[customer_id][i] += request[i]; } return true; } else { return false; } } ``` 这样就可以通过调用`requestResources`函数来处理进程对资源的请求,并且使用`isSafeState`函数来判断当前状态是否安全。注意,上述代码只是一个简单的示例,实际应用中可能需要根据具体情况进行修改和完善。
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