死锁（5.1）

死锁

1 死锁的基本概念

1.1 死锁的定义

死锁是发生在一组相互合作或竞争的线程或进程中的一个问题。因此可以定义为：一组竞争系统资源或相互通信的进程相互的“永久”阻塞。若无外力作用，这组进程将永远不能继续执行。

1.2死锁产生的原因进程

（1）资源数小于要求该种资源的进程数

//A、B分别代表某种资源
进程P
......
get(A);
......
get(B);
......
release(A);
......
release(B);
......

进程Q
......
get(B);
......
get(A);
......
release(B);
......
release(A);
......

当进程P占用资源A，进程Q占用资源B，接下来导致进程P无法获得B资源，进程Q无法获得A资源。即双方都占用对方所需要的资源，这样就发生了死锁。
（2）进程的推进顺序非法

2 死锁的预防与避免

2.1 产生死锁的四个必要条件

• 互斥条件
• 请求保持条件
• 不剥夺条件
• 环路条件

2.2 死锁的预防

采用资源的有序分配：令所有资源排队，并赋予不同的序号。当进程请求资源时，必须严格按递增的次序提出，从而消除了环路。
缺点：

• 定好序号后，增加新设备类型受到限制。
• 尽管定序号时考虑大多数作业使用资源的顺序。但会发生使用顺序与规定顺序不一致的情况，造成资源浪费。
• 限制用户简单、自主地编程。死锁的预防措施低效！
  可以去掉“请求保持条件”，“不剥夺条件”，“环路条件”，但不能去掉“互斥条件”。

2.3 死锁的避免

避免死锁是通过明智的选择，确保系统永远不会到达死锁点。即动态地决定是否分配资源给进程！

• 安全状态是指系统至少存在一个安全序列<P1, P2, …, Pn>，按照这个序列为进程分配资源，直到满足最大需求，每个进程都可顺序完成。
• 若系统不存在这样一个安全序列，则系统处于不安全状态。

2.4 死锁的检测与解除

资源分配图的简化

• 在图中找出一个既不阻塞又非独立的进程结点pi，消去pi所有的请求边和分配边，使之成为孤立结点。
• 在进行一系列简化后，能消去图中所有的边，使所有进程都成为孤立结点，则称该图是可以完全简化的，否则若不能通过任何过程使该图完全简化，则称该图是不可完全简化的。

死锁的解除
当发现死锁时，应立即把它们从死锁中解脱出来，常采用的两种方法是：

• 剥夺资源：从其它进程剥夺足够数量的资源给死锁进程。
• 撤消进程：撤消的原则是
    为解除死锁状态所需撤消的进程数目最小。
    撤消进程所付出的代价最小。