ouc操作系統(tǒng)第三章處理機調(diào)度與死鎖(編輯修改稿)
2025-06-15 19:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 = 50 25 10 = 15 故應(yīng)先調(diào)度 B1執(zhí)行。 產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件 產(chǎn)生死鎖的原因 ? 死鎖的定義 ? 多個進(jìn)程 在運行過程中， 因爭奪資源 而造成的一種僵局 。當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進(jìn)。 ? 產(chǎn)生死鎖的原因 ① 競爭資源 ○ 由于系統(tǒng)中的資源不夠進(jìn)程用的，可能引起對資源的競爭而死鎖 ② 進(jìn)程間推進(jìn)順序非法 ○ 進(jìn)程在請求和釋放資源時，順序不當(dāng) 34 ① 競爭資源引起死鎖 ? 兩個概念 ○ 可剝奪資源 ? 進(jìn)程獲得該種資源后，還可被剝奪 (CPU、內(nèi)存 ) ○ 非可剝奪資源 ? 一旦獲得，用完后才能被收回 (打印機 ) 35 ? 競爭非剝奪性資源 36 I/O設(shè)備共享時的死鎖情況 ? 競爭非剝奪性資源 ○ 臨時性資源 ?一個進(jìn)程產(chǎn)生，被另一個用了一段時間后便無用的資源 (如：消息 ) 37 進(jìn)程之間通信時的死鎖 38 圖 314 進(jìn)程推進(jìn)順序?qū)λ梨i的影響 Rel(R1) Rel(R2) Req(R1) Req(R2) Req(R1) Req(R2) Rel(R1) Rel(R2) P2 P1 ② ① ④ ③ ② 進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)引起死鎖 D 不安全區(qū) 產(chǎn)生死鎖的必要條件 ① 互斥條件 ○ 進(jìn)程在使用某資源時，不允許其他進(jìn)程使用 ② 請求和保持條件 ○ 進(jìn)程已保持至少一個資源，請求另一個資源時無法獲得，便阻塞，但又不放棄已占用的資源 ③ 不剝奪條件 ○ 資源使用完前，不允許剝奪，直至其用完 ④ 環(huán)路等待條件 ○ 發(fā)生死鎖，一定會有“ 進(jìn)程 資源”環(huán)形鏈 ? 注：只有四個條件同時滿足時，才會死鎖 39 處理死鎖的基本方法 ① 預(yù)防死鎖 ? 設(shè)置限制條件，破壞四個條件中的一個或幾個 ? 簡單易行，但限制條件往往較嚴(yán)格，影響效率 ② 避免死鎖 ? 動態(tài)分配資源時，防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài) ? 限制條件不必很苛刻，但實現(xiàn)較難 ③ 檢測死鎖 ? 不用任何限制條件，也不檢查系統(tǒng)是否進(jìn)入安全區(qū)。允許發(fā)生死鎖。可通過機制及時檢測出死鎖 ④ 解除死鎖 ? 撤銷或掛起一些進(jìn)程，以便回收一些資源，再將它們分給陷入死鎖的其他進(jìn)程 40 預(yù)防死鎖的方法 ? 基本思想 ? 使四個條件中的 4不成立 ? 條件 1(互斥條件 )是設(shè)備固有的，所以不應(yīng)限制，反而應(yīng)加強 41 ① 摒棄“請求和保持”條件 ? 基本思想 ○ 規(guī)定所有進(jìn)程在開始之前，都必須一次性申請其在整個運行過程中所需的全部資源 ○ 只要有一種資源不夠，便全不分配 ? 優(yōu)點 ○ 簡單易行，安全 ? 缺點 ○ 資源浪費 ○ 進(jìn)程延遲執(zhí)行 (僅當(dāng)全部資源都獲得后，才能運行 ) 42 ② 摒棄“不剝奪”條件 ? 基本思想 ○ 進(jìn)程可以逐個申請資源，一旦申請的資源無法滿足，立即釋放已經(jīng)保持的所有資源 ? 缺點 ○ 復(fù)雜 ○ 代價大 (資源被迫釋放，可能導(dǎo)致以前的工作無效 ) ○ 反復(fù)申請資源，可能使進(jìn)程執(zhí)行被無限推遲 43 ③ 摒棄“環(huán)路等待”條件 ? 基本思想 ○ 按類型給資源賦序號 ○ 進(jìn)程申請資源必須按序號遞增次序提出 ○ 如：輸入機 =1,打印機 =2,磁帶機 =3,磁盤 =4 ? 優(yōu)點 ○ 利用率、吞吐量明顯改善 ? 缺點 ○ 資源序號相對穩(wěn)定，不利新設(shè)備加入 ○ 進(jìn)程使用資源次序和序號次序不同，浪費 ○ 對用戶編程不利 44 系統(tǒng)安全狀態(tài) 1. 安全狀態(tài) ? 定義 ? 系統(tǒng)能按某順序 (P1, P2, … ， Pn) ，為每個進(jìn)程Pi分配所需資源，直至滿足每個進(jìn)程對資源的 最大需求 ，使每個進(jìn)程都可順利完成 ? 稱 〈 P1, P2, …, Pn 〉 序列為 安全序列 ? 如果系統(tǒng)無法找到這樣一個安全序列，則稱系統(tǒng)處于 不安全狀態(tài) ——可能導(dǎo)致死鎖 ? 避免死鎖實質(zhì) ? 進(jìn)行資源分配時，如何使系統(tǒng)不進(jìn)入不安全狀態(tài) 45 46 2. 安全狀態(tài)舉例 ? 設(shè)有進(jìn)程 P P2和 P3， 及 12臺磁帶機 ? P P P3分別需要 9臺磁帶機 ? T0時刻 ， P P2和 P3已分別獲得 5臺 、 2臺和 2臺 ， 尚有 3臺未分配 ? 請問 T0時刻是否是安全的 ？ ? 解答： 實質(zhì)是問 ， T0時刻是否存在一個安全序列 進(jìn) 程 最 大 需 求 已 分 配 可 用 P1 P2 P3 10 4 9 5 2 2 3 安全序列 (P2,P1,P3) 5 10 12 1 2 3 3. 由安全狀態(tài)向不安全狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 ? 如果不按照安全序列分配資源，系統(tǒng)可能會由安全狀態(tài)進(jìn)入不安全狀態(tài)。 ? 比如： P3又請求 1臺磁帶機以后： 47 進(jìn) 程 最 大 需 求 已 分 配 可 用 P1 P2 P3 10 4 9 5 2 3 2 4 不安全了！ 9 ? 所以，盡管系統(tǒng)尚有可用的磁帶機，也不能分配給 P3 利用銀行家算法避免死鎖 ? 提出者： Dijkstra ? 最著名的 避免死鎖 的算法 ? 基本思想 ? 當(dāng)用戶申請一組資源時，系統(tǒng)首先判斷如果把這些資源分配出去，系統(tǒng)是否還處于安全狀態(tài)。 ? 若是，就可以分配； ? 否則，該申請暫不予滿足 48 49 1. 銀行家算法中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ① 可利用資源向量 Available[1… m] ? 表示 m種資源中每種可供使用的數(shù)量 ， 初始值是系統(tǒng)中每類資源的全部數(shù)量 Available［ j］ =K 表示目前資源 j 有 K 個可供使用
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