操作系统————死锁

11.死锁

概念：在并发环境下，各个进程因竞争资源而造成的一种互相等待的对方的资源，导致个进程都阻塞无法向前推进的现象。
饥饿：一个进程由于其他进程一直占用着资源，所以一直无法访问资源，导致无法向前推进的现象。
死循环：一个进程执行过程中一直循环，所以一直无法向前推进的现象。

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而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
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。
注意：发生循环等待条件不一定发生死锁，但是发生死锁一定有循环等待条件。

死锁的预防——静态策略：
1.破坏互斥条件：
将互斥的资源改为共享资源，如打印机使用SPOOLING技术，
2.破坏请求与保持条件：
进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但又对自己已有的资源保持不放。
可以采用静态分配的方法，即进程在运行前一次申请完所有需要的资源，否则不运行。
缺点：资源被严重浪费，进程延迟运行。
3.破坏不剥夺条件：
a.当某个进程请求资源不满足的时候他必须立即释放他已有的资源。
b.当某个进程请求资源的时候被其他进程已经占有了，可以由操作系统协助，将想要的资源强行剥夺。
4.破坏循环等待条件：
存在一种资源的循环等待链，每个进程对下一个进程持有的资源类型是已知的，并且形成一个环形链。
可采用顺序资源分配法，将资源进行编号，进程在申请资源时必须按编号顺序进行。

死锁的避免——动态策略：
安全序列：是指如果系统按照某种序列分配资源，则每个进程都能顺利完成，则称该序列为安全序列。安全序列有多个，只要找到一个安全序列系统就是安全状态。
如果系统找不到一个安全序列，则系统处于不安全状态。
如果系统处于安全状态就一定不会发生死锁。如果系统进入不安全状态系统可能发生死锁，但是死锁一定是不安全状态。

银行家算法：
荷兰家Dijkstra提出的一种安全状态检查算法。
核心思想：在进程提出资源请求时，先预判此次分配是否会导致系统进入不安全状态。如果会进入不安全状态，就暂时不答应这次请求，让进程等待。
操作步骤：
1.检查此次请求分配的资源是否超过了进程的需求量。
2.检查此时系统剩余的资源是否能满足进程的需求。
3.将本次的分配情况和进程的需求量、系统现存的资源量进行比较，判断是否安全。

死锁的处理策略——检测和接触（允许死锁发生）
1.死锁的检测：
用某种数据结构来保存资源的请求和分配信息，并利用某种算法检测是否存在循环等待，如果存在则说明系统中出现了死锁。
2.死锁的解除：
a.剥夺资源：从其他死锁进程（刮起某些进程————暂时存放外存）抢占资源，分配给其他死锁进程。应该防止被刮起的进程长时间处于外存中而饿死的现象。
b.撤销进程（终止进程法）：强制撤销部分、甚至全部死锁进程，并剥夺这些进程的资源。
c.进程回滚：让一个或多个死锁进程回退到某个安全状态，并释放他所占有的资源。