死锁

你的名字 2021-11-04 15:12 419阅读 0赞

关于死锁的一些结论：

*  参与死锁的进程数至少为两个
 *  参与死锁的所有进程均等待资源
 *  参与死锁的进程至少有两个已经占有资源
 *  死锁进程是系统中当前进程集合的一个子集
 *  死锁会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。

**死锁产生的原因**  
1.竞争不可抢占资源引起死锁   
2.竞争可消耗资源引起死锁  
3.进程推进顺序不当引起死锁   
4.信号量使用不当也会造成死锁。进程间彼此相互等待对方发来的消息，结果也会使得这 些进程间无法继续向前推进。例如，进程A等待进程B发的消息，进程B又在等待进程A 发的消息，可以看出进程A和B**不是因为竞争同一资源**，而是在等待对方的资源导致死锁。

**产生死锁的四个必要条件**  
1 **互斥条件**：  
进程要求对所分配的资源（如打印机）进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源，则请求进程只能等待。

2 **不可剥夺条件:**  
进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能由获得该资源的进程自己来释放（只能是主动释放)。

3 **请求与保持条件**：  
进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。

4 **循环等待条件**:  
存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源同时被 链中下一个进程所请求。即存在一个处于等待状态的进程集合\{Pl, P2, …, pn\}，其中Pi等 待的资源被P(i+1)占有（i=0, 1, …, n-1)，Pn等待的资源被P0占有。  
**以上这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。**

**处理死锁的方法**  
预防死锁：通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件，来防止死锁的发生。  
避免死锁：在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免死锁的发生（线程安全判断）。  
检测死锁：允许系统在运行过程中发生死锁，但可设置检测机构及时检测死锁的发生，并采取适当措施加以清除。  
解除死锁：当检测出死锁后，便采取适当措施将进程从死锁状态中解脱出来。

一.**预防死锁**  
1.破坏“互斥”条件: (注意：互斥条件不能被破坏，否则会造成结果的不可再现性。)  
就是在系统里取消互斥。若资源不被一个进程独占使用，那么死锁是肯定不会发生的。但一般来说在所列的四个条件中，“互斥”条件是无法破坏的。因此，**在死锁预防里主要是破坏其他几个必要条件，而不去涉及破坏“互斥”条件**。

2.破坏“**占有并等待**”条件:   
破坏“占有并等待”条件，就是在系统中不允许进程在已获得某种资源的情况下，申请其他资源。即要想出一个办法，阻止进程在持有资源的同时申请其他资源。   
方法一：创建进程时，要求它申请所需的全部资源，系统或满足其所有要求，或什么也不给它。这是所谓的 “ 一次性分配”方案。   
方法二：要求每个进程提出新的资源申请前，释放它所占有的资源。这样，一个进程在需要资源S时，须先把它先前占有的资源R释放掉，然后才能提出对S的申请，即使它可能很快又要用到资源R。

3.破坏“**不可抢占**”条件：   
破坏“不可抢占”条件就是允许对资源实行抢夺。   
方法一：如果占有某些资源的一个进程进行进一步资源请求被拒绝，则该进程必须释放它最初占有的资源，如果有必要，可再次请求这些资源和另外的资源。   
方法二：如果一个进程请求当前被另一个进程占有的一个资源，则操作系统可以抢占另一个进程，要求它释放资源。只有在任意两个进程的优先级都不相同的条件下，方法二才能预防死锁。

3.破坏“**循环等待**”条件：   
破坏“循环等待”条件的一种方法，是将系统中的所有资源统一编号，进程可在任何时刻提出资源申请，但所有申请必须按照资源的编号顺序（升序）提出。这样做就能保证系统不出现死锁。

二.**避免死锁**

**预防死锁和避免死锁的区别：**   
**预防死锁**是设法至少破坏产生死锁的四个必要条件之一,**严格的防止死锁的出现，**而**避免死锁则不那么严格的限制产生死锁的必要条件**的存在,**因为即使死锁的必要条件存在,也不一定发生死锁**。避免死锁是在**系统运行过程中**注意避免死锁的最终发生。

1.  有序资源分配法:按某种规则系统中的所有资源统一编号（例如打印机为1、磁带机为2、磁盘为3、等等），申请时必须以上升的次序。
2.  银行家算法(检测此次分配资源的安全性，**安全序列，**对当前申请资源的进程排出一个序列)

**常用避免死锁的技术**

1.  加锁顺序（线程按照一定的顺序加锁）
2.  加锁时限（线程尝试获取锁的时候加上一定的时限，超过时限则放弃对该锁的请求，并释放自己占有的锁）
3.  死锁检测

三**.解除死锁**  
一旦检测出死锁，就应立即釆取相应的措施，以解除死锁。   
死锁解除的主要方法有：   
1) **资源剥夺法**。挂起某些死锁进程，并抢占它的资源，将这些资源分配给其他的死锁进程。但应防止被挂起的进程长时间得不到资源，而处于资源匮乏的状态。   
2) **撤销进程法**。强制撤销部分、甚至全部死锁进程并剥夺这些进程的资源。撤销的原则可以按进程优先级和撤销进程代价的高低进行。   
3) **进程回退法**。让一（多）个进程回退到足以回避死锁的地步，进程回退时自愿释放资源而不是被剥夺。要求系统保持进程的历史信息，设置还原点。

死锁

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