2.4 死锁

一、死锁的概念
1.死锁的定义:所谓死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局(互相等待)。若无外力作用,
这些进程都将无法向前推进。

2.死锁产生的原因
(1)系统资源的竞争:通常系统中拥有的不可剥夺资源,其数量不足以满足多个进程运行的需要,
使得进程在运行过程中,会因争夺资源而陷入僵局。

(2)进程推进顺序非法:进程在运行过程中,请求和释放资源的顺序不当,也同样会导致死锁。信
号量使用不当也会造成死锁。进程间彼此互相等待对方发来的消息,也会使得这些进程间无法继
续向前推进。

(3)死锁产生的必要条件:
互斥条件:进程要求对所分配的资源进行排他性控制,即在一段时间内某资源仅为一个进程所占
有。此时若有其他进程请求该资源,则请求只能等待。不剥夺条件:进程所获得的资源在未使用
之前,不能被其他进程强行夺走,只能由获得资源的该进程自己来释放。

请求并保持条件:进程已经保持了至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其他进
程占有,此时请求进程被阻塞,但对自己获得的资源保持不放。

循环等待条件:存在一种进程资源的等待链,链中每个进程已获得的资源同时被链中下一个进程所
请求。

二、死锁的处理策略
	为使系统不发生死锁,必须设法破坏产生死锁的4个必要条件之一,或允许死锁产生,但当死
锁发生时能检测出死锁,并有能力实现恢复。
1.死锁预防
设置某些限制条件,破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个,以防止发生死锁。
2.避免死锁
在资源的动态分配过程中,用某种方法防止系统进入不安全状态,从而避免死锁。
3.死锁的检测及解除
无须采取任何限制性措施,允许进程在运行过程中发生死锁,通过系统的检测机构能及时地检测出
死锁的发生,然后采取某种措施解除死锁。

三、死锁预防
1.破坏互斥条件
	若允许系统资源都能共享使用,则系统不会进入死锁状态。但有些资源根本不能同时访问。
所以,破坏互斥条件而预防死锁的方法不太可行,而且在有的场合应该保护这种互斥性。
2.破坏不剥夺条件
	当一个已保持了某些不可剥夺资源的进程请求新的资源而得不到满足时,它必须释放已保持
的资源,待以后重新申请。该策略实现起来比较复杂释放以获得的资源可能会造成前一阶段工作的
失效,反复地申请和释放资源会增加系统开销,降低系统吞吐量。这种方法常用于状态易于保存和
恢复的资源。
3.破坏请求并保持条件
	采用预先静态分配方法,即进程运行之前一次申请完它所需要的全部资源,在它的资源未满足
前,不把他投入运行。一旦投入运行,这些资源就一直归它所有,不再提出其他资源请求。这种方
法实现简单,但系统资源严重被浪费,其中有些资源可能仅在初期或运行快结束时才使用。由于个
别资源长期被其他进程占用时,,将致使等待该资源的进程迟迟不能运行。
4.破坏循环等待条件
	可采用顺序资源分配法。首先给系统中的资源编号,规定每个进程必须按编号递增的顺序请
求资源,同类资源一次申请完。这种方法存在的问题是,编号必须相对稳定,这就限制了新类型设
备的增加;尽管在为资源编号时已考虑到大多数作业实际使用这些资源的顺序,但也经常会发生作
业使用资源的顺序与系统规定顺序不同的情况,造成资源的浪费。

四、死锁避免
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五、死锁检测和解除
1.资源分配图
用圆圈代表一个进程,用框代表一类资源。由于一种类型的资源可能有多个,因此框中的一个圆代
表一类资源中的一个资源。从进程到资源的有向边称为请求边,表示该进程申请一个单位的该类资
源;从资源到进程的有向边称为分配边,表示该类资源已有一个资源分配给了该进程。

2.死锁解除
一旦检测出死锁,就应立即采取相应的措施来解除死锁。死锁解除的主要方法有:
(1)资源剥夺法:挂起某些死锁进程,并抢占它的资源,将这些资源分配给其他的死锁进程。但应防
止被挂起的进程长时间得不到资源而处于资源匮乏的状态
(2)撤销进程法:强制撤销部分甚至全部死锁进程并剥夺这些进程的资源撤销的原则可以按进程优
先级和撤销进程代价的高低进行
(3)进程回退法:让一个或多个进程退回到足以回避死锁的地步,进程退回时自愿释放资源而非被
剥夺。要求系统保持进程的历史信息,设置还原点