《進(jìn)程死鎖》PPT課件

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1、第8章進(jìn)程死鎖死鎖的概念死鎖產(chǎn)生的原因死鎖的必要條件死鎖預(yù)防死鎖避免死鎖檢測(cè)與解除死鎖現(xiàn)象引例：系統(tǒng)中有兩個(gè)進(jìn)程P1、P2，兩份資源S1、S2，目前狀況是：S1P1S2P2死鎖現(xiàn)象進(jìn)程P1擁有資源S1，進(jìn)程P2擁有資源S2，但他們都在不放棄已擁有資源的情況下，申請(qǐng)對(duì)方所占有的資源。出現(xiàn)：P1和P2相互等待對(duì)方資源的現(xiàn)象。死鎖：系統(tǒng)中的一組進(jìn)程，每一個(gè)進(jìn)程都在等待另一個(gè)進(jìn)程所占有的資源，使系統(tǒng)處于無(wú)限期的等待狀態(tài)。死鎖產(chǎn)生的原因資源分配不合理進(jìn)程推進(jìn)速度不合理。著名的哲學(xué)家問(wèn)題:哲學(xué)家問(wèn)題每個(gè)人必須同時(shí)拿到兩根筷子才能

2、吃到面條。如果每個(gè)人都拿到了一根筷子，就永遠(yuǎn)吃不到面條了。思考：哲學(xué)家之間是什么關(guān)系？如何用信號(hào)量和PV原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)他們之間的制約關(guān)系？注意：死鎖討論的范疇不屬于討論的范疇進(jìn)程申請(qǐng)了不存在的資源申請(qǐng)資源最大數(shù)超過(guò)了系統(tǒng)擁有的最大數(shù)硬件故障或程序性錯(cuò)誤引起的循環(huán)等待假定：任何一個(gè)進(jìn)程要求資源的最大數(shù)不超過(guò)系統(tǒng)提供最大數(shù)量申請(qǐng)資源得到滿足，一定在有限時(shí)間內(nèi)完成只有在申請(qǐng)資源得不到滿足時(shí)才處于等待狀態(tài)死鎖存在的必要條件資源的互斥使用資源的不可搶占占有并等待（資源的部分分配）資源的循環(huán)等待。S1S2P1P2資源分配圖用有向圖來(lái)表

3、示進(jìn)程對(duì)資源的占有情況。頂點(diǎn)：進(jìn)程，資源邊：如果一個(gè)進(jìn)程已經(jīng)占有了一份資源，則畫(huà)一條指向進(jìn)程的邊。如果一個(gè)進(jìn)程申請(qǐng)一份資源，則畫(huà)一條指向資源的邊。如果同一份資源有多個(gè)，則用頂點(diǎn)中的圓點(diǎn)數(shù)表示。???????P1P2P3r1r2r3r4資源分配圖用資源分配圖判斷死鎖如果沒(méi)有環(huán)路，則一定沒(méi)有死鎖如果有環(huán)路，且環(huán)路中資源類只有一個(gè)資源，則有死鎖。如果有環(huán)路，但環(huán)路中資源類有多個(gè)資源，則不一定有死鎖。例題假定某系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的資源分配圖如下所示：（1）分析當(dāng)時(shí)系統(tǒng)是否存在死鎖。（2）若進(jìn)程P3再申請(qǐng)R3時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)生什么變化，說(shuō)明

4、原因。死鎖的防止原理：打破死鎖存在的四個(gè)必要條件之一。互斥條件：不能人為打破。占有并等待：措施一：資源的靜態(tài)分配。在進(jìn)程運(yùn)行前，將進(jìn)程所需要的所有資源分配給進(jìn)程，且在整個(gè)進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)程所占有資源不能被其他進(jìn)程使用。釋放已占資源死鎖的防止不可搶奪允許搶占：資源尚未占用；進(jìn)程處在等待狀態(tài)只有處理器、主存資源可以搶占循環(huán)等待：資源的按序分配。將資源編號(hào)，緊缺資源的編號(hào)大，充裕資源的編號(hào)小。只有低編號(hào)的資源得到滿足后，才能分配高編號(hào)資源。打破了資源的循環(huán)等待。按序分配的例—哲學(xué)家問(wèn)題將叉子編號(hào)，F(xiàn)1、F2、F3、F4、

5、F5P1：P2：P3：L：P（F1）L：P（F2）L：P（F3）P（F2）P（F3）P（F4）吃面吃面吃面V（F1）V（F2）V（F3）V（F2）V（F3）V（F4）GOTOLGOTOLGOTOL按序分配的例—哲學(xué)家問(wèn)題P4：P5：L：P（F4）L：P（F1）P（F5）P（F5）吃面吃面V（F4）V（F1）V（F5）V（F5）GOTOLGOTOL8.4死鎖避免資源的動(dòng)態(tài)分配：允許根據(jù)用戶需求分配資源，但每次分配之前都要檢查系統(tǒng)是否安全，如果不安全，即使有資源，也不能分配給進(jìn)程。安全的含義：如果系統(tǒng)中存在著一個(gè)進(jìn)程序列

6、，使所有的進(jìn)程都能夠運(yùn)行結(jié)束，則稱系統(tǒng)是安全的。否則是不安全的。如何判斷系統(tǒng)是否安全？“不安全”與死鎖的區(qū)別“不安全”并不一定發(fā)生死鎖死鎖狀態(tài)集是不安全狀態(tài)集的子集不安全狀態(tài)死鎖狀態(tài)銀行家算法-基本思想一個(gè)用戶對(duì)資金的最大需求量不超過(guò)銀行家現(xiàn)有的資金用戶可以分期貸款，但貸款總數(shù)不能超過(guò)最大需求量可以推遲支付，但總能在有限的時(shí)間內(nèi)讓用戶得到貸款當(dāng)用戶得到所需全部資金后，一定能在有限的時(shí)間內(nèi)歸還銀行家算法-原理當(dāng)進(jìn)程首次申請(qǐng)資源時(shí)：測(cè)試該進(jìn)程對(duì)資源的最大需求量，如果系統(tǒng)現(xiàn)存的資源可以滿足它的最大需求量，則按申請(qǐng)分配，否則

7、推遲分配。執(zhí)行過(guò)程中申請(qǐng)：先測(cè)試已占用的資源數(shù)與本次申請(qǐng)的資源數(shù)之和是否超過(guò)該進(jìn)程對(duì)資源的最大需求量再測(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進(jìn)程尚需的最大資源量銀行家算法-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中總的資源進(jìn)程運(yùn)行所需的最大資源數(shù)已經(jīng)分配的資源數(shù)P還需要申請(qǐng)的資源數(shù)R銀行家算法-過(guò)程準(zhǔn)備：計(jì)算系統(tǒng)中的剩余資源F；計(jì)算進(jìn)程請(qǐng)求資源R（1）找到一個(gè)進(jìn)程Pi，滿足Ri<=F（2）如果找到這樣的進(jìn)程，則將F=F+Pi（3）繼續(xù)（1）（4）如果找不到一個(gè)進(jìn)程，滿足：F>=Ri，則說(shuō)明系統(tǒng)不安全。（5）若所有進(jìn)程都能夠運(yùn)行結(jié)束，則系統(tǒng)安全。例題教材P

8、240例1銀行家算法的應(yīng)用實(shí)例現(xiàn)有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3，，共享A、B、C三類資源，進(jìn)程對(duì)資源的需求量和目前分配情況如下表：進(jìn)程已占有資源數(shù)最大需求數(shù)ABCABCP1263265P2201201P3210285若系統(tǒng)還有剩余資源分別為：A類2個(gè)，B類6個(gè)，C類2個(gè)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）?目前系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？（2）如果進(jìn)程P3提出申請(qǐng)（