进程之死锁

一、死锁的定义

      多个进程，每个进程都无限等待被另一进程所占有的资源，因而永远无法得到的资源，这种现象称为进程死锁，这一组进程就称为死锁进程

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二、死锁产生的原因     

(1)竞争资源：竞争不可剥夺资源(打印机，P1占用，P2要求打印机打印，则阻塞)

   资源为可剥夺资源和不可剥夺资源。

 可剥夺资源，指某进程在获得这类资源后，该资源可以再被其他进程或系统剥夺(如CPU和主存)

不可剥夺资源，系统把资源分配给某进程后不能强行收回，只能在进程用完后自行释放(打印机)

(2)进程推进顺序不当：2个进程都申请对方已占有的资源

                                    (P1占用R1请求R2，而P2占用R2请求R1)，死锁                             

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三、产生死锁的4个必要条件    

(1) 互斥条件：资源独占，一个资源每次只能给一个进程使用

(2) 不剥夺条件：不可抢占，资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资源只能由占有者自愿释放

(3) 请求和保持条件：部分分配，占有申请。在申请新的资源同时保持对原有资源的占有

(4) 环路等待条件：P1等待P2资源，P2等待P1占有的资源

四、死锁的解决策略 

(1)鸵鸟策略：不理睬

(2)预防策略：破坏死锁的4个必要条件

           破坏“互斥性”条件：允许一个资源可由多个进程同时使用(对有的资源行不通，如打印机)

           破坏“不可剥夺条件”：采用剥夺控制，在允许进程动态申请资源前提下，规定，申请新的资源不能立即满足，变为等待状态前，必须释放已占有的资源，若需要，重新再申请(适用于处理机和存储器)

           破坏“请求和保持”条件：采用资源静态分配法，要求每个进程在运行前必须一次性申请所需的所有资源，且仅当该进程所要资源均可满足时，才一次性分配。

           破坏“环路等待条件”：采用资源有序分配，把系统中所有资源编号，进程在申请资源时必须严格按资源编号的递增顺序执行，否则操作系统不予分配(缺点：资源编号增加顺序申请，与实际使用顺序不同，浪费资源)

(3)避免策略：精心地分配资源，动态地回避死锁

             基本思想，它不限制有关申请资源的命令，而是在系统运行过程中,对进程所发出每一个申请资源命令进行动态地检查，并根据检查结果决定是否进行资源分配。若分配可能引起系统死锁, 则不予分配,否则予以分配。就是说，在资源分配过程中若预测有发生死锁的可能性，则加以避免

            算法：银行家算法，分配资源之前，判断系统是否是安全的，若是，才分配。保证银行家状态从一个安全状态转向另一个安全状态——不死锁！（判断状态是否安全）。

• 所谓安全状态，是指系统能按某种进程推进顺序( P1, P2, …, Pn)，为每个进程Pi分配其所需资源，直至满足每个进程对资源的最大需求，使每个进程都可顺序地完成。此时称 P1, P2, …, Pn 为安全序列。如果系统无法找到一个安全序列，则称系统处于不安全状态。  

             银行家算法详情见https://blog.youkuaiyun.com/qq_36260974/article/details/84404369              

(4)检测和解除：允许死锁发生，操作系统不断监视系统进展情况，判断死锁是否发生。一旦发生死锁，及时检测，并采取措施解除死锁

           死锁检测：资源分配图

           死锁解除：强制性地从系统中撤消进程并剥夺它们的资源给剩下的进程使用

           详情见https://blog.youkuaiyun.com/lierming__/article/details/79000632

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