第3章進(jìn)程管理-資料下載頁
2025-09-25 19:18本頁面
【正文】 生了一種特殊的現(xiàn)象 —— 死鎖。 在許多實(shí)時(shí)應(yīng)用中，比如計(jì)算機(jī)控制運(yùn)輸和監(jiān)視系統(tǒng)方面，死鎖問題也極為重要。 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 死鎖產(chǎn)生例子 1： 我們先來看一個(gè)申請(qǐng)不同類型資源的死鎖例子 ，假定有兩個(gè)進(jìn)程 Pl和 P2都要修改文件 F， 修改時(shí)都需要一條暫時(shí)存放信息的磁帶 ， 而只有一臺(tái)磁帶機(jī) T可用 。 又假定由于某種原因 ， 在進(jìn)行修改之前 ， P2需要一暫存磁帶 （ 例如為了修改 ， 要重新組織輸入數(shù)據(jù) ） 。 設(shè) F和 T都是可重用資源 ， 它們分別表示允許更新文件和允許使用磁帶機(jī) 。 于是Pl和 P2。 可有如下形式： 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 分析： 從上面的申請(qǐng) 釋放過程可以看出，進(jìn)程 Pl和 P2有可能“同時(shí)”分別到達(dá) rl和 r2處，例如， P2首先得到 T， 然后 Pl得到F， 接著 Pl到達(dá) r1， 最后 P2到達(dá) r2， 此時(shí)，若 Pl繼續(xù)運(yùn)行，則占有 F的進(jìn)程 Pl將阻塞在 T上，若 P2繼續(xù)運(yùn)行，則占有 T的進(jìn)程 P2將阻塞在 F上，如果 P2不能前進(jìn)，則 P1也不能繼續(xù)下去，反之亦然。我們說這兩個(gè)進(jìn)程處在死鎖狀態(tài)。 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 圖 簡(jiǎn)單的死鎖例子 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 死鎖產(chǎn)生例子 2： 現(xiàn)在我們?cè)賮砜匆粋€(gè)關(guān)于相同類型資源共享的死鎖例子 ， 假設(shè)有一類可再使用資源 R， 例如主存或外存 ， 它包含有 m個(gè)頁面或扇區(qū) ， 由 n個(gè)進(jìn)程 P1， P2… ，Pn（ 2≤m≤n） 共享 。 假定每個(gè)進(jìn)程按右圖順序申請(qǐng)和釋放頁面 （ 或扇區(qū) ） ： 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 分析： 這里每次申請(qǐng)和釋放只涉及 R的一個(gè)分配單元（頁或扇區(qū)）。因此，當(dāng)把所有單元全部分配完畢時(shí)，便很容易發(fā)生死鎖；占有 R的單元的所有進(jìn)程（前 m個(gè)進(jìn)程）會(huì)永遠(yuǎn)阻塞在第二次申請(qǐng)上，而有些進(jìn)程（ n~m個(gè)進(jìn)程）類似地會(huì)阻塞在它們的第一次申請(qǐng)上，在圖 中說明了 n＝ 3， m＝ 2時(shí)這種系統(tǒng)的狀態(tài)，這類死鎖是相當(dāng)普遍的。 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 圖 同類資源共享時(shí)的死鎖現(xiàn)象 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 產(chǎn)生死鎖有四個(gè)必要條件： 產(chǎn)生死鎖有四個(gè)必要條件： （ 1）互斥條件。 （ 2）不剝奪條件。 （ 3）請(qǐng)求和保持條件。 （ 4）環(huán)路等待條件。 返回本節(jié)目錄 第 3章 進(jìn)程管理 預(yù)防死鎖 1．破壞“請(qǐng)求與保持條件” 2．破壞環(huán)路條件 3．資源受控動(dòng)態(tài)分配 第 3章 進(jìn)程管理 1．破壞“請(qǐng)求與保持條件” 這種方法的基本思想是：每個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行之前 ，必須預(yù)先提出自己所要使用的全部資源 ， 調(diào)度程序在該進(jìn)程所需要的資源末得到滿足之前 ， 不讓它們投入運(yùn)行 ， 并且當(dāng)資源一旦分配給某個(gè)進(jìn)程之后 ， 那么在該進(jìn)程的整個(gè)運(yùn)行期間相應(yīng)資源一直被它占有 ， 這就破壞了產(chǎn)生死鎖的請(qǐng)求與保持條件 。 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 2．破壞環(huán)路條件 這種方法的基本思想是：對(duì)系統(tǒng)提供的每一項(xiàng)資源，由系統(tǒng)設(shè)計(jì)者將它們按類型進(jìn)行線性排隊(duì)，并賦予不同的序號(hào)。例如，設(shè)卡片輸入機(jī)為 1，打印機(jī)為 2，磁帶機(jī)為 3，磁盤機(jī)為 4， …… 。所有的進(jìn)程都只能嚴(yán)格地按照編號(hào)遞增（或遞減）的次序去請(qǐng)求資源，亦即，只有低編號(hào)的資源要求滿足后，才能對(duì)高編號(hào)資源提出要求；釋放資源時(shí)，應(yīng)按編號(hào)遞減的次序進(jìn)行。由此可以看出，對(duì)資源請(qǐng)求采取了這種限制之后，所形成的進(jìn)程 — 資源圖不可能再產(chǎn)生環(huán)路。如圖 . 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 圖3.13 資源申請(qǐng)和釋放順序圖 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 3．資源受控動(dòng)態(tài)分配 為了避免死鎖發(fā)生，操作系統(tǒng)必須根據(jù)預(yù)先掌握的關(guān)于資源用法的信息控制資源分配，使得共同進(jìn)展路徑的下一步不致于進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，即只要有產(chǎn)生死鎖的可能性，就避免把一種資源分配給一個(gè)進(jìn)程。 返回本節(jié)目錄 第 3章 進(jìn)程管理 發(fā)現(xiàn)死鎖 假定系統(tǒng)有 n個(gè)進(jìn)程 P1， P2， … ， Pn和 Pm種類型資源 Rl， R2， … ， Rm。 .建立資源分配表 S和進(jìn)程等待表 W， 分別如表 ， 其中 aij表示分配給進(jìn)程 Pi的資源 Rj的數(shù)目 ， bij表示進(jìn)程 Pi請(qǐng)求資源Rj的數(shù)目 。 另外為每一個(gè)進(jìn)程設(shè)置一個(gè)等待資源計(jì)數(shù)器 C1， C2， … ， Cn， 它們表示引起相應(yīng)進(jìn)程被阻塞的資源數(shù)目 ， 將末阻塞的進(jìn)程組成一個(gè)表 L（ 或隊(duì)列 ） 。 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 表 資源分配表 S 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 表 進(jìn)程等待表 W 下一頁 第 3章 進(jìn)程管理 其發(fā)現(xiàn)死鎖的算法如下： （ 1） 把末阻塞 （ Ci＝ 0） 的進(jìn)程 Pi記錄在 L表中 （ 其全部資源請(qǐng)求已得到滿足的進(jìn)程 ） 。 （ 2） 從 L表中選擇一進(jìn)程 ， 根據(jù)資源分配表 S釋放分配給該進(jìn)程的所有資源 。 （ 3） 由進(jìn)程等待表 W依次檢查和修改需要該進(jìn)程釋放資源的每一個(gè)進(jìn)程的等待計(jì)數(shù)器 Cj。 （ 4） 若 Cj＝ 0， 則表示該進(jìn)程所請(qǐng)求的資源已得到滿足 ， 不再阻塞 ，將 Pj記入 L表中 。 （ 5） 再?gòu)?L表中選取另一進(jìn)程 ， 重復(fù)上述操作 。 （ 6） 若所有的進(jìn)程都記入 L表中 ， 則系統(tǒng)初始狀態(tài)為非死鎖狀態(tài) ，否則為死鎖狀態(tài) 。 返回本節(jié)目錄 第 3章 進(jìn)程管理 解除死鎖 1．資源剝奪法 （ 1）還原算法。即恢復(fù)計(jì)算結(jié)果和狀態(tài)。 （ 2）建立檢查點(diǎn)主要是用來恢復(fù)分配前的狀態(tài)。 2．撤消進(jìn)程法 （ 1）程序的優(yōu)先數(shù)，即被撤消進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)。 （ 2）作業(yè)類的外部代價(jià) （ 3）運(yùn)行代價(jià) 返回本節(jié)目錄 第 3章 進(jìn)程管理 THANK YOU VERY MUCH！ 本章到此結(jié)束， 謝謝您的光臨！ 返回本章首頁 結(jié) 束
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