银行家算法（多项资源）

银行家算法（单项资源）  

文中给出了单项资源的银行家算法。本文给出的是多种资源的银行家算法。在本质上，单项资源的银行家算法和多种资源的银行家算法没有什么区别，只是书写起来有一点点不同（用C的语法，如果用C++的语法几乎可以写得一模一样）。有关银行家算法的问题大家可以看银行家算法（单项资源） 内容，在此不在赘述。此处只给出源码供大家参考。

不过里面有一个定义

// 定义RES_VECTOR向量，便于程序的理解
typedef int RES_VECTOR[MAX_RESOURCES];

这个问题大家可以看typedef使用大全1(数组)

 

#include "StdAfx.h"

#include "Afx.h"

#define MAX_PROCESSES 100  // 最大进程数目
#define MAX_RESOURCES 10  // 最多资源数目

// 定义RES_VECTOR向量，便于程序的理解
typedef int RES_VECTOR[MAX_RESOURCES];

// 该程序完成的是银行家算法的核心算法部分，即：判断当前的状态是否
// 是安全的。根据银行家算法，在一个进程提出资源请求时，系统为了避
// 免死锁要对该行为进行判断。如果该行为导致后续系统状态安全，则系
// 统自动满足该请求；否则，如果该行为导致后续系统状态不安全，显然
// 系统要禁止当前的请求，也就是要阻塞请求资源的进程。而该程序就是
// 能判断一个状态[预分配状态]是否是安全状态，判断安全状态的函数是
// M_SafeTest，其他的都是辅助函数，所以采用了static来修饰。
// writed by Houjian Tang
// 判断系统状态是否安全
int M_SafeTest(int nPn, int nRn, 
               const RES_VECTOR *pVA, 
               const RES_VECTOR *pVM, 
               RES_VECTOR vT, 
               int *safety_seq);
// 获得一个“能执行完”进程
static int M_PreExcute(int nPn,
                       int nRn,
                       const RES_VECTOR *pVA, 
                       const RES_VECTOR *pVM, 
                       const RES_VECTOR vL, 
                       const int *finished);
// 向量比较
static int LessEqul(int nRn, const RES_VECTOR Va, const RES_VECTOR Vb);
// 计算向量之差
static void GetSub(RES_VECTOR v, int nRn, const RES_VECTOR va, const RES_VECTOR vb);
// 计算向量之和
static void GetAdd(RES_VECTOR v, int nRn, const RES_VECTOR va, const RES_VECTOR vb);

// 算法测试函数
void Test_BanksAlgorithm_multi();






// 比较两个向量的大小，如果pA<=pB小于等于，返回非0, 否则返回0值
static int LessEqul(int nRn, const RES_VECTOR Va, const RES_VECTOR Vb)
...{
    int i;

    for (i=0; i<nRn; i++)
    ...{
        if (Va[i] > Vb[i])
            return FALSE;
    }
    return TRUE;
}


// 计算向量减法，即v=va-vb
static void GetSub(RES_VECTOR v, int nRn, const RES_VECTOR va, const RES_VECTOR vb)
...{
    int i;

    for (i=0; i<nRn; i++)
        v[i] = va[i] - vb[i];
}


// 计算向量加法，即v=va+vb
static void GetAdd(RES_VECTOR v, int nRn, const RES_VECTOR va, const RES_VECTOR vb)
...{
    int i;

    for (i=0; i<nRn; i++)
        v[i] = va[i] + vb[i];
}


// 查找一个可执行完进程，并返回进程编号，返回 -1 表示没有进程可以执行
// nPn ---- 进程数目
// nRn ---- 资源数目
// pVA  ---- 进程已申请资源数
// pVM  ---- 进程请求的最大资源数
// vL  ---- 当前剩余的资源数目
// finished ---- “能执行完”标志
static int M_PreExcute(int nPn, 
                       int nRn,
                       const RES_VECTOR *pVA, 
                       const RES_VECTOR *pVM, 
                       const RES_VECTOR vL, 
                       const int *finished)
...{
    RES_VECTOR vQ; // 还需要的资源数
    int i;

    // 在每一个进程中查找一个可以运行完的进程
    for (i=0; i<nPn; i++) 
    ...{
        GetSub(vQ, nRn, pVM[i], pVA[i]);

        if (!finished[i] && // 第一个条件：进程没有执行完
            LessEqul(nRn, vQ, vL)) // 第二个条件：剩余资源可以满足该进程的执行
            return i;
    }

    return -1;
}


// 判断当前的状态是否安全，同时给出安全序列
// 返回值：返回当前能够执行完的进程数目。
// nPn ---- 进程数目
// pA  ---- 进程已申请资源数
// pM  ---- 进程请求的最大资源数
// nT  ---- 系统中所有资源数
// safety_seq ---- 进程执行的安全序列
int M_SafeTest(int nPn, int nRn, 
               const RES_VECTOR *pVA, 
               const RES_VECTOR *pVM, 
               RES_VECTOR vT, 
               int *safety_seq)
...{
    int nFN = 0; // 已执行完的进程数量
    int *finished = new int[nPn]; // 进程能执行完标志
    int i;

    // 系统剩余资源数
    RES_VECTOR vL;
    for (i=0; i<nRn; i++)
        vL[i] = vT[i];

    // 初始化“能运行完”标志和系统剩余资源数
    for (i=0; i<nPn; i++)
    ...{
        finished[i] = FALSE; // 初始化进程"能执行完"标志
        GetSub(vL, nRn, vL, pVA[i]);     // 初始化系统剩余资源数
    }

    // 主循环，每次找一个进程，找不到则终止退出
    while (nFN < nPn)
    ...{
        // 找到一个“可执行完”进程
        int nPid = M_PreExcute(nPn, nRn, pVA, pVM, vL, finished);

        if (nPid >= 0) // 查找成功
        ...{
            GetAdd(vL, nRn, vL, pVA[nPid]);   // 修改剩余资源数
            safety_seq[nFN++] = nPid;  // 添加到安全序列
            finished[nPid] = TRUE;     // 修改进程执行完标志
        }
        else
        ...{
            // 如果查找失败，则直接退出
            break;
        }
    }

    delete []finished;
    return nFN;
}



// 算法测试函数
void Test_BanksAlgorithm_multi()
...{
    RES_VECTOR T = ...{6, 3, 4, 2};          // 系统拥有的资源数

#define PN   5              // 系统中进程数
#define RN   4              // 系统中拥有的资源种类数
    // 进程已申请资源数
    RES_VECTOR VA[PN] = ...{
        ...{3, 0, 1, 1},
        ...{0, 1, 0, 0},
        ...{1, 1, 1, 0},
        ...{1, 1, 0, 1},
        ...{0, 0, 0, 0}
    };  

    // 进程最大需求资源数
    RES_VECTOR VM[PN] = ...{
        ...{4, 1, 1, 1},
        ...{0, 2, 1, 1},
        ...{4, 2, 1, 0},
        ...{1, 1, 1, 1},
        ...{2, 1, 1, 0}
    };  

    int SQ[PN];             // 安全序列

    int fn = M_SafeTest(PN, RN, VA, VM, T, SQ);
    if (fn == PN)
    ...{
        printf("Status Safety! Safety Sequence: ");
        for (int i=0; i<fn; i++)
            printf("%c  ", 'A'+SQ[i]);
        printf(" ");
    }
    else
        printf("Status Unsafety! ");
}