操作系统——银行家算法

银行家算法

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一种解决死锁的方案

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基本思想：

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计算机	银行
系统资源	贷款
申请资源的进程	借款人
操作系统	银行家

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模拟银行贷款，银行家不可能满足所有借款人所要求的借款总额，所以当某借款人提出借款时，银行家必须判断如果将款借出，会不会导致资金周转不灵。若会，则不借；否则，就借。

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算法过程：

对每一个资源申请进行检查，看如果满足该申请是否会导致不安全状态。若是则不满足该申请，否则满足。

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单项资源的银行家算法：

系统状态如下表：

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进程名	已有数目	最大需求	尚需数目
a	1	4	3
b	2	5	3
c	1	6	5
d	2	7	5

剩余资源	4

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观察表可得，此时系统剩余资源为4，而a、b尚需资源为3，可以满足，所以就可以先分配给a，待a进程执行完成后回收资源，剩余资源就会变为5。

如果一开始把剩余资源分给c或者d，c和d获得资源并没有满足它们的最大需求，所以就不会执行完成释放资源，此时所有进程都无法执行下去，剩余资源为0（状态不安全），陷入了死锁的局面。

银行放贷——>借款人收到钱后完成项目——>借款人还贷并附带利息——>银行用收到的利息和贷款继续放贷（良性循环）

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多项资源的银行家算法：

1. 准备工作

   • 设置资源的已分配矩阵R
   • 设置尚需资源分配矩阵Q
   • 设置可分配资源向量available

2. 此时某进程对某一种资源提出申请，假定预先分配给它

3. 修改1中的信息（矩阵和向量）

4. 在矩阵Q中找到一行，使该行向量小于等于available

   • 若不存在——说明没有进程能够获得全部资源运行到完成

5. 假设被选中的那一行的进程获得资源并运行结束，将它占有的资源全部加入向量available

   • 满足尚需资源矩阵的一行之后，将已分配矩阵对应的行加入到available向量

6. 重复4、5，直到所有进程都完成，则系统是安全的，可以分配；或者发生死锁，则预先分配是不安全的，应不予分配

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例：假设有四类资源R1、R2、R3、R4；五个进程a、b、c、d、e；

已分配矩阵	尚需资源矩阵
最大需求矩阵	available向量
	（2，2，1，2）

1. 对比available向量和尚需资源矩阵，available向量目前只能满足c进程；
2. 满足c进程之后，c行在尚需资源矩阵Q里变为0，available向量变为（2，2+3，4+1，2）=（2，5，5，2）；
3. 可以满足进程a或e，进而满足b或d，直到全部结束；

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