银行家算法（Banker‘s Algorithm）详解

目录

1. 基本概念

2. 银行家算法的流程

2.1 安全性检查算法

2.2 资源请求算法

4. 优缺点

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前言

        银行家算法（Banker's Algorithm）是一种用于避免死锁的资源分配算法，由计算机科学家 Edsger Dijkstra 提出。它主要用于操作系统中，确保系统在分配资源时不会进入不安全状态，从而避免死锁的发生。银行家算法的核心思想是模拟资源分配，检查分配后系统是否仍然处于安全状态。

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1. 基本概念

1.1 资源

• 系统中存在多种资源，每种资源有一定的数量。
• 资源可以是硬件设备（如打印机、内存）或软件资源（如文件句柄）。

1.2 进程

• 进程是资源的使用者，每个进程在执行过程中会申请和释放资源。

1.3 安全状态

• 系统处于安全状态是指存在一个进程执行序列，使得每个进程都能顺利获得所需资源并完成执行，而不会发生死锁。
• 如果系统处于不安全状态，则可能导致死锁。

1.4 数据结构

假设系统中有n个进程、m种系统资源，则银行家算法用以下数据结构来描述资源和进程的状态：

• Available：一个长度为 m 的数组，表示每种资源的可用数量。
• Max：一个 n×m 的矩阵，表示每个进程对每种资源的最大需求。
• Allocation：一个 n×m的矩阵，表示每个进程当前已分配的资源数量。
• Need：一个 n×m 的矩阵，表示每个进程还需要的资源数量，公式为：

Need[ i ][ j ] = Ma x [ i ] [ j ] − Allocation[ i ] [ j