实验六 银行家算法的模拟与实现

实验六 银行家算法的模拟与实现
1、实验目的
(1) 进一步了解进程的并发执行。
(2) 加强对进程死锁的理解，理解安全状态与不安全状态的概念。
(3) 掌握使用银行家算法避免死锁问题。
2、实验内容
本实验的内容是要通过编写和调试一个模拟系统动态分配资源的银行家算法程序，有效地避免 死锁发生。具体要求如下：
（1） 初始化时让系统拥有一定的资源；
（2） 用键盘输入的方式允许进程动态申请资源；
（3） 如果试探分配后系统处于安全状态，则修改系统的资源分配情况，正式分配资源；
（4） 如果试探分配后系统处于不安全状态，则提示不能满足请求，恢复原状态并阻塞该进程。
3、代码

#include<stdio.h>
#define a 100000
#define m 4
#define n 3
int C[m][n];	//C为最大需求矩阵
int A[m][n],B[m][n];	//A为当前已分配资源矩阵，B为尚需的资源矩阵
int R[n],V[n],S[a]={0};	//V为可利用资源向量Available，R为Resource向量 ,S为每种资源的已使用量

int Test(int Ai[m][n],int Bi[m][n],int Vi[n],int x[n],int flag1,int p){		//这里数组Ai、Bi、Ci只是试探，并不能分配资源
	int b[a]={0};//b为标志数组，0、1区分,1代表此进程已分配资源并完成任务
	//b[p]=1;int flag=1;
    int i,j,k,flag=0,c=0,w=0; //flag为完成任务的进程数，w为分配时是否有进程满足条件，c为测试是否每一列都满足所需资源量小于等于可利用资源量
    if(flag1==1) { b[p]=1;  flag=1; }       //若一个进程申请的资源等于尚需的资源，那么得到资源后就会紧接着完成任务释放资源，不必要再对该进程进行扫描
	while(flag!=m){		//没有全部进程都实现任务，不存在安全序列
     	for(i=0;i<m;i++){
      		 if(b[i]==0){
         		 for(j=0;j<n;j++){
    		  		 if(Bi[i][j]>Vi[j]){		//if-else试探
    		      		 break;			//当前所需资源量大于可利用资源量，不能分配资源，直接退出循环
		     		}
		      		 else{
		         		 c++;				//测试是否每一列都满足所需资源量小于等于可利用资源量
		    		 }
   				}
   	   		     if(c==n)  {
   	 	  			 w=1;			//该进程（该行)满足条件，w置为1
    	   			 flag++;		//已经实现任务的进程数目加1
          			 b[i]=1;		//将该进程标志为1，下次检索时跳过此行
          			 if(flag1==0){
                        for(j=0;j<n;j++)
                            Vi[j]=Vi[j]+Ai[i][j]+x[j]; //一个进程完成任务切记要释放资源！
          			 }
          			 else{
                        for(j=0;j<n;j++)
                            Vi[j]=Vi[j]+Ai[i][j];   //一个进程完成任务释放资源
          			 }
           }
      }
   			if(flag==m)  break; //所有进程都完成任务，退出循环，避免进入无限循环
			c=0; 		//这一行测试完毕，测试下一行是否每一列都满足所需资源量小于等于可利用资源量，重新置为0
  }
      if(w==0)  break;		//w在遍历所有行后并没有置为1，说明检索后可利用资源量不能让这些进程中的任意一个完成任务，直接退出，该状态不安全
                            //这样可以不按顺序完成进程，因为遍历一次有进程可以执行w置为1，就不会退出while循环
   	  w=0;		           //测试下一行，将w置为0
}
  if(flag==m)  {
  	printf("Yes，试探分配后系统状态安全\n");
  	return 1;
  }
  else  {
  	printf("No，试探分配后系统状态不安全，不分配资源\n");
  	return 0;
  }
}


void apply(int A[m][n],int B[m][n],int V[n],int p){
	int i,c,j,flag1=1;	//flag1代表申请分配的资源数是否小于尚需的资源数，若申请分配的资源数是大于等于尚需的资源数，则分配后进程完成任务可以释放，小于分配后不能释放
	int x[n];		//进程所需的各资源的数量
	int V1[n];     //传入Test()中的向量V1，与向量V相同，因为数组V是全局变量，所以如果在Test()中修改V，apply()输出的V也会改变，但Test()只是试探分配，并不是真的分配，所以设置V1
	for(i=0;i<3;i++){
		printf("资源");
		printf("%d：",i);
		scanf("%d",&x[i]);
		if(x[i]<B[p][i])
			flag1=0;
		if(x[i]>B[p][i]){
			printf("申请分配的资源数大于尚需的资源数，请重新输入！\n");
			printf("资源");
			printf("%d：",i);
			scanf("%d",&x[i]);
		}
		while(x[i]>V[i]){           //防止申请资源数大于当前可利用资源数
            printf("申请资源数大于当前可利用资源数,请重新输入！\n");
            printf("资源%d：",i);
            scanf("%d",&x[i]);
		}
	}
    if(flag1==1){
            for(i=0;i<n;i++){
                V[i]=V[i]+A[p][i];		//申请分配的资源数是大于等于尚需的资源数，则分配后进程完成任务释放
                //printf("%d",V[i]);
                V1[i]=V[i];
                		}
    }
    else{
            for(i=0;i<n;i++){
                V[i]=V[i]-x[i];			//申请分配的资源数小于尚需的资源数，则分配后进程完成任务不能释放 ，可利用资源量减少
                B[p][i]=B[p][i]-x[i];     //先试探分配给申请进程资源，因为分配了，所以进程尚需的资源数（数组B）减少
                V1[i]=V[i];
        }
    }
	c=Test(A,B,V1,x,flag1,p);
	if(c==1){
		for(i=0;i<n;i++){
			if(flag1==1){
				A[p][i]=0;
				B[p][i]=0;
			}
			else{
				A[p][i]=A[p][i]+x[i];
			}
	}
}
	if(c==0){
		for(i=0;i<n;i++){
			if(flag1==1){
				V[i]=V[i]-A[p][i];
			}
			else{
				V[i]=V[i]+x[i];
				B[p][i]=B[p][i]+x[i];
			}
	}
}
	printf("当前已分配资源矩阵为：\n");
	for(i=0;i<m;i++){
		printf("进程");
     	printf("%d：",i);
		for(j=0;j<n;j++){
			printf("%d ",A[i][j]);
			if(j==n-1) printf("\n");
		}
	}
	printf("各进程还需要的资源量为：\n");
	for(i=0;i<m;i++){
		printf("进程");
        printf("%d：",i);
		for(j=0;j<n;j++){
			printf("%d ",B[i][j]);
			if(j==n-1) printf("\n");
		}
	}
	printf("当前可利用资源量为：\n");
		for(j=0;j<n;j++){
			printf("%d ",V[j]);
			if(j==n-1) printf("\n");
		}

}


int main (void)
{
	int p;	//m表示进程数P，n表示资源数R
	char ch;
    int i,j,k;	//flag为完成任务的进程数
    printf("请输入最大需求矩阵，即每个进程所需的最大资源数\n");
    for(i=0;i<m;i++){
      printf("进程");
      printf("%d：",i);
      for(j=0;j<n;j++){
        scanf("%d",&C[i][j]);
    }
  }
    printf("请输入当前已分配矩阵\n");
    for(i=0;i<m;i++){
      printf("进程");
      printf("%d：",i);
      for(j=0;j<n;j++){
        scanf("%d",&A[i][j]);
    }
 }
    for(i=0;i<m;i++){
      for(j=0;j<n;j++){
        B[i][j]=C[i][j]-A[i][j];
    }
 }
    for(j=0;j<n;j++){
        for(i=0;i<m;i++){
            S[j]=A[i][j]+S[j];	//计算每一列的和，即每种资源的已使用量
        }
    }
    printf("请输入Resource向量\n");
    for(i=0;i<n;i++){
        scanf("%d",&R[i]);
    }
    for(i=0;i<n;i++){
        V[i]=R[i]-S[i];
    }
    printf("请输入需要申请资源的进程号：进程");
    scanf("%d",&p);
    apply(A,B,V,p);
    printf("是否想要继续动态分配资源（输入'y'继续，输入'n'退出）：");
    getchar(); 			//必须得加getchar(); 因为回车也是一个字符
    scanf("%c",&ch);
    while(ch=='y'){
			printf("请输入需要申请资源的进程号：");
    		scanf("%d",&p);
    		apply(A,B,V,p);
    		printf("是否想要继续动态分配资源（输入'y'继续，输入'n'退出）：");
    		getchar();
    		scanf("%c",&ch);
	}
	return;
}

4、运行截图
![可以分配资源
友友们，我发的每个代码都有注释了，而且写得也比较详细。友友们可以联合注释看代码，更好理解哦！