死锁产生的原因、条件及死锁的避免和预防

死锁：一组进程中，每个进程都无限等待被该组的另一个进程所占有的资源，因而永远无法得到资源的现象被称为进程死锁，这组进程被称为死锁进程。
可形象将死锁状态描述为：
A和B两个人都没有礼貌，都不愿给彼此让路，所以A和B都在等对方让路，导致谁也过不去。
同样的，也可形象的将活锁状态描述为：
A和B两个人都很有礼貌，A往左边走给B让路，B也往左边走给A让路；或者A往右边走给B让路，B也往右边走给A让路。这种情况也会导致谁也过不去。
死锁产生的原因：
1、竞争资源，系统提供的资源数量有限，不能满足每个进程的需求。
2、多道程序运行时，进程推进顺序不合理。
死锁产生的条件：
1、互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
2、请求与保持条件：一个进程因请求资源阻塞时，对已拥有的资源保持不放。
3、不剥夺条件：进程已获得的资源在未使用完之前不能强行剥夺。
4、循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
死锁的避免：
死锁避免是在系统运行过程中注意避免死锁最终的发生。
死锁产生的前三个条件是死锁产生的必要条件，也就是说要产生死锁必须具备的条件，而不是存在这3个条件就一定产生死锁，那么只要在逻辑上回避了第四个条件就可以避免死锁。
死锁避免的基本思想：系统对进程发出的每一个系统能满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源；如果分配后系统有可能发生死锁，则不予分配；否则予以分配。
常用的避免死锁的方法：
1、有序分配资源
2、银行家算法，基本思想：在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源，但系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。
死锁的预防:
1、破坏“不可剥夺”条件：当一个进程占有一个资源后又申请一个资源而无法满足时，则退出原占有的资源。
该策略实现起来复杂且代价大。因为一个资源在使用一段时间后被强行剥夺，会造成前阶段工作失效。
2、破坏“请求和保持”条件：采用静态的一次性资源分配策略，即进程运行前申请全部资源，满足则运行，不然就等待，这样就不会占有且申请。
3、破坏“互斥”条件：该策略是几乎不可能的，因为资源的互斥性是由其自身的性质决定的。
4、破坏“循环等待”条件：将系统中所有资源顺序编号，一般原则是，较为稀缺、稀少的资源的编号较大。进程申请资源时，必须严格按照资源编号的顺序进行，否则系统不予分配。即一个进程只有得到编号较小的资源时，才能申请编号较大的资源；释放资源时，应按编号递减的次序进行。
解决死锁的方法:
目前有两种方法，一是不让死锁发生；二是可以允许死锁发生，发生后再加以解决。具体有以下4种方法：
1、预防死锁。通过设置某些严格限制破坏死锁产生的条件防止死锁发生，但该方法会导致系统资源利用率过低。
2、避免死锁。在资源动态分配过程中，采用某种方法防止系统进入不安全状态，避免发生死锁。该方法以较弱的限制条件为代价，可获得较高的资源利用。
3、检测死锁。允许系统运行过程中产生死锁，通过在系统中设置检测机构，及时检测出死锁是否真的发生，并能精确的确定与死锁有关的进程与资源，然后采取措施解除死锁。
4、解除死锁。这是与检测死锁相配套的措施，用于将进程从死锁状态下解脱出来。