死锁

死锁的定义：

一组进程中，每个进程都无限等待该组进程中另一进程所占有的资源，因而永远无法得到资源，这种现象称为进程死锁，这一组进程就称为死锁进程。

死锁的四个条件：

1、互斥使用（资源独占：打印机，十字路口）

一个资源每次只能给一个进程使用

2、占有且等待（请求和保持，部分分配：十字路口）

进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有

3、不可抢占（不可剥夺：十字路口）

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

4、循环等待（十字路口）

存在一个进程等待队列{P1,P2,...,Pn}，

其中P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，...，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路

死锁的预防：破坏产生死锁的四个条件之一

1、破坏“互斥使用/资源独占”条件

资源转换技术：把独占资源变成共享资源（SPOOLing技术的引入，设计一个“守护进程/线程”负责管理打印机）

2、破坏“占有且等待”条件

方案1、要求每个进程在运行前必须一次性申请它所要求的所有资源。问题：资源利用率低；饥饿 现象。

方案2、允许进程动态申请资源的前提下规定，一个进程在申请新的资源不能立即得到满足而变为等待状态前，释放已占有的全部资源，若需要再重新申请。

3、破坏“不可抢占”条件

实现方案：可以通过操作系统抢占这一资源（两个进程优先级不同）

局限性：适用于状态易于保存和恢复的资源

CPU、内存(RAM)

4、破坏“循环等待”条件

通过定义资源类型的线性顺序实现

实施方案：资源有序分配法（哲学家就餐问题）

解决死锁的方法

1、不考虑此问题（鸵鸟算法）

2、死锁预防：静态策略：设计合适的资源分配算法，不让死锁发生

3、死锁避免：动态策略：以不让死锁发生为目标，跟踪并评估资源分配过程，根据评估结果决策是否分配（银行家算法）

定义：在系统运行的过程中，对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源，若分配后系统发生死锁或可能发生死锁，则不予分配，否则予以分配。

安全序列：一个进程序列{P1,..Pn}是安全的，如果对于每一个进程Pi1(1<= i <= n):

它以后还需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj（j<i）当前占有资源量之和

则称系统处于安全状态

4、让死锁发生：死锁的检测与解除

检测的时机：1、当进程资源请求得不到满足而等待时检测死锁。2、定时检测。3、系统资源利用率下降时检测死锁。

死锁的解除：（前两个消耗资源大）

1、撤销所有死锁进程

2、进程回退(Roll back)再启动

3、按照某种原则逐一撤销死锁进程，直到...

4、按照某种原则逐一抢占资源（资源被抢占的进程必须回退到之前的对应状态），直到...

一种简单的死锁检测算法

设置一张资源分配表、设置一张进程等待表，记录进程与要申请资源之间的关系，若出现环路则产生死锁。

参考视频：https://www.bilibili.com/video/av9555596/index_78.html?t=43#page=81