死锁（什么是死锁，产生死锁的原因及必要条件）

2023.9.29 

什么是死锁？

所谓死锁，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

死锁产生的原因

（1）系统资源的竞争

产生死锁中的竞争资源之一指的是竞争不可剥夺资源（例如：系统中只有一台打印机，可供进程P1使用，假定P1已占用了打印机，若P2继续要求打印机打印将阻塞）
产生死锁中的竞争资源另外一种资源指的是竞争临时资源（临时资源包括硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等），通常消息通信顺序进行不当，则会产生死锁。

只有对不可剥夺资源的竞争才可能导致死锁，对可剥夺资源的竞争是不会引起死锁的。

（2）进程间推进顺序非法

进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当。若P1保持了资源R1,P2保持了资源R2，p1申请R2资源，p2申请R1资源。

信号量使用不当，进程间彼此相互等待对方发来的消息。如进程A等待进程B发的消息，进程B又等待进程A发的消息。

死锁产生的必要条件

（1）互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源仅为一进程所占用。
（2）不剥夺条件：进程已获得的资源在未使用完之前，不能剥夺，只能在使用完时由自己释放。

（3）请求并保持条件：当进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（4）循环等待条件：在发生死锁时，必然存在一个进程--资源的环形链。

资源分配图含圈而系统不一定有死锁的原因是：同类资源数大于1.

解决死锁的方法

（1）死锁预防

破坏互斥条件、破坏不可剥夺条件、破坏请求并保持条件、破坏循环等待条件

（2）避免死锁

银行家算法，主要思想是避免系统进入不安全状态。

（3）死锁的检测及解除

资源分配图、死锁定理

死锁解除：（1）资源剥夺法（2）撤销进程法（3）进程回退法

2023.10.1

死锁与饥饿 

死锁是指组内的每个进程都在等待一个时间，而该事件只能由组内的另一个进程产生。这里关心的主要事件是资源的获取和释放。

饥饿，即进程在信号量内无穷等待的情况。

产生饥饿的原因

对于每类系统资源，操作系统需要确定一个分配策略，当多个进程同时申请某类资源时，由分配策略确定资源分配给进程的次序。有时分配策略可能是不公平的，不能保证等待时间上界的存在。在这种情况下，即使系统没有发生死锁，某些进程也会长时间等待。当等待时间给进程推进和响应带来明显影响时，称发生了饥饿。

饥饿到一定程度，任务完成也不再具有实际意义，就是饿死。

饥饿不表示会死锁，但至少有一个进程的执行被无限期推延。

饥饿与死锁的差别

1）进入饥饿的进程可以只有一个，而因循环等待条件而进入死锁的进程必须大于等于两个。

2）发生饥饿的进程状态可能是就绪态（长期得不到处理机），也可能是阻塞态（长期得不到所需的I\O设备），发生死锁的进程状态必须是阻塞态。