银行家算法( banker's algorithm )由 Dijkstra(1065)提出。他将死锁的问题演示为一个银行家贷款的模型。
一个银行家向一群客户发放信用卡,每个客户有不同的信用额度。每个客户可以提出信用额度内的任意额度的请求,直到额度用完后再一次性还款。银行家承诺每个客户最终都能获得自己需要的额度。
所谓“最终”,是说银行家可以先挂起某个额度请求较大的客户的请求,优先满足小额度的请求,等小额度的请求还款后,再处理挂起的请求。这样,资金能够永远流通。
银行家算法可以用以下图表表示:
每个客户和银行家都有交易限额。银行家只能和限额小于自己限额的客户进行交易。一旦银行家的限额小于所有客户的限额,便发生了死锁。
如上图所示。银行家分别和客户1,客户2,客户3进行了交易。第一次交易时,所有客户的限额都小于银行家的限额,任何客户都可以实现借款;第二次交易时,客户3的限额大小银行家的限额,这时银行家会挂起客户3 的请求;第三次交易时,只有客户3可以进行交易,其它的交易都会被挂起。直到客户3还款后,银行家才会考虑处理其它客户的交易。
银行家算法其核心是:保证自己的限额至少不小于一个客户的限额。
实例列举:
假定系统中有五个进程{P0, P1, P2, P3, P4}和三类资源{A, B, C},各种资源的数量分别为10、5、7,在T0时刻的资源分配情况如图所示。
表1 T0时刻的资源分配表
MAX | Allocation | Need | Available | |
P0 | 7 5 3 | 0 1 0 | 7 4 3 | 3 3 2 |
P1 | 3 2 2 | 2 0 0 | 1 2 2 | |
P2 | 9 0 2 | 3 0 2 | 6 0 0 | |
P3 | 2 2 2 | 2 1 1 | 0 1 1 | |
P4 |