進程和進程控制線程進程互斥和同步死鎖問題進程間通信處理-資料下載頁
2025-08-01 14:15本頁面
【正文】 ndows 2022/XP的 進程互斥和同步 36 死鎖問題 (DEADLOCK) ?概述 ?死鎖的預(yù)防 ?死鎖的檢測 ?死鎖的避免 ?解決死鎖問題的綜合方法 37 概述 可重用資源 (reusable resource)： 每個時刻只有一個進程使用，但不會耗盡，在宏觀上各個進程輪流使用。如 CPU、主存和輔存、 I/O通道、外設(shè)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如文件、數(shù)據(jù)庫和信號量。 死鎖是指系統(tǒng)中多個進程無限制地等待永遠不會發(fā)生的條件； 死鎖發(fā)生原因 對互斥資源的共享； 并發(fā)執(zhí)行的順序不當(dāng) 死鎖問題 進程使用的資源分為可重用資源和可消耗資源兩類： 38 ... Request(B)。 a Request(A)。 b Release(A)。 Release(B)。P2... Request(A)。 a Request(B)。 b Release(B)。 Release(A)。P1可重用資源死鎖 死鎖發(fā)生：雙方都擁有部分資源，同時在請求對方已占有的資源。如次序： P1a P2a P1b P2b 概述 死鎖問題 39 可消耗資源 (consumable resource)： 可以動態(tài)生成和消耗，一般不限制數(shù)量。如硬件中斷、信號、消息、緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)。 ... Receive(P1,Q)。 a Send(P1,R)。 bP2... Receive(P2,M)。 a Send(P2,N)。 bP1死鎖發(fā)生：雙方都等待對方去生成資源，如次序： P1a P2a 概述 死鎖問題 40 死鎖發(fā)生條件： 互斥： 任一時刻只允許一個進程使用資源 請求和保持： 進程在請求其余資源時，不主動釋放已經(jīng)占用的資源 非剝奪： 進程已經(jīng)占用的資源，不會被強制剝奪 環(huán)路等待： 環(huán)路中的每一條邊是進程在請求另一進程已經(jīng)占有的資源。 只有 4個條件都滿足時，才會出現(xiàn)死鎖。 死鎖問題 概述 處理死鎖問題的基本方法：預(yù)防、檢測、避免 41 死鎖的預(yù)防 預(yù)防死鎖的兩種策略： 預(yù)先靜態(tài)分配法 ：進程開始運行前一次分配所需全部資源，若系統(tǒng)不能滿足，則進程阻塞，直到系統(tǒng)滿足其要求 —— 保證進程運行過程中不會再提出新的資源請求 ； 降低了對資源的 利用率 ，降低進程的 并發(fā)程度 ； 有可能 無法預(yù)先知道 所需資源； 有序資源使用法 ：把資源分類按順序排列， 保證對資源的請求不形成環(huán)路 ； 限制 進程對資源的 請求順序 ； 資源的 排序占用系統(tǒng)開銷 ； 預(yù)防是采用某種策略， 限制 并發(fā)進程對資源的請求，使系統(tǒng)在任何時刻都 不滿足死鎖的必要條件 。 死鎖問題 42 死鎖的檢測 保存 資源的請求和分配 信息 ，利用某種算法對這些信息加以 檢查 ，以判斷是否存在死鎖。 死鎖檢測算法主要是檢查是否有循環(huán)等待。 死鎖問題 資源分配圖算法 將進程和資源間的請求和分配關(guān)系用一個有向圖描述，通過檢查有向圖中是否存在循環(huán)判斷是否存在死鎖 43 死鎖的避免 在分配資源時判斷是否會出現(xiàn)死鎖，如不會死鎖，則分配資源。 銀行家算法（ Dijkstra, 1965） [背景知識 ] 一個銀行家如何將一定數(shù)目的資金安全地借給若干個客戶，使這些客戶既能借到錢完成要干的事，同時銀行家又能收回全部資金而不至于破產(chǎn)，這就是銀行家問題。這個問題同操作系統(tǒng)中資源分配問題十分相似：銀行家就像一個操作系統(tǒng)，客戶就像運行的進程，銀行家的資金就是系統(tǒng)的資源。 死鎖問題 44 銀行家算法 規(guī)定顧客分成若干次進行借款 ， 要求在第一次借款時 ， 能說明他的最大借款額 。 具體算法： ? 顧客的借款操作 依次順序 進行，直到全部操作完成； ? 銀行家對當(dāng)前顧客的借款操作進行判斷，以 確定其安全性 （能否支持顧客借款，直到全部歸還）； ? 安全時，貸款；否則，暫不貸款。 死鎖問題 死鎖的避免 45 假設(shè)有三個客戶 C1， C2， C3， 向銀行家借款 ， 該銀行家的資金總額為 10個資金單位 ， 其中 C1客戶要借 9個資金單位 ， C2客戶要借 3個資金單位 ， C3客戶要借 8個資金單位 ， 總計 20個資金單位 。 某一時刻的狀態(tài) 死鎖問題 死鎖的避免 C1 2(7) C2 2(1) C3 4(4) 余額 2 C1 2(7) C3 4(4) 余額 4 C1 2(7) 余額 8 余額 10 ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) 銀行家算法的特點： 允許互斥、部分分配和不可搶占，可提高資源利用率； 要求事先說明最大資源要求，在現(xiàn)實中很困難； 46 解決死鎖問題的綜合方法 資源歸類 ：將各種資源歸入若干個不同的資源類 (resource group)中，如：外存交換區(qū)空間，進程資源（可分配的設(shè)備，如磁帶機，文件），主存空間，內(nèi)部資源（如 I/O通道） 資源排序 ：在不同資源類之間規(guī)定次序，對不同資源類中的資源采用線性按序申請的方法 針對性優(yōu)化 ：對同一資源類中的資源，采用適當(dāng)?shù)姆椒?。如? 外設(shè)資源分配 —— 避免， 存儲資源 —— 預(yù)防 死鎖問題
電大資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1