操作系统2.4.1 死锁的概念

曾经终败给现在 2023-02-20 10:55 8阅读 0赞

### 一、什么是死锁？ ###

多个进程因竞争资源而导致各进程都阻塞（相互等待）。

若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。

### 二、进程死锁、饥饿、死循环的区别（选择题） ###

死锁：各个进程互相等待对方手中的资源，导致各个进程都堵塞无法向前推进的现象

饥饿：由于长期得不到想要的资源，某进程无法向前推进的现象。比如：短进程优先算法（SPF）中，若有源源不断的短进程到来，则长进程就一直得不到处理机，从而发生长进程的饥饿

死循环：某进程执行过程中一直跳不出某个循环的现象。有时候是因为程序逻辑bug，有时是程序员故意设计的

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### 三、死锁产生的四个必要条件 ###

1、互斥条件：只有对必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁（如哲学家的筷子，打印机设备）。像内存，扬声器这样可以同时让多个进程使用的资源不会发生死锁（因为进程不需要阻塞等待这种资源）

2、不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完之前，不能由其它进程强行夺走，只能主动释放

3、请求和保持条件：进程已经持有了至少一个资源，但又提出了新资源请求，而该资源又被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但又对自己的资源不放

4、循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中的每一个进程已获得的资源同时被下一个进程请求

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注意！发生死锁时一定有循环等待，但是发生循环等待时未必是死锁（循环等待是死锁的必要不充分条件）。

比如哲学家进程中，如果5个哲学家都在等待对方放下筷子而进入了循环等待。此时有一个神秘的第六人，它手上有一根树枝（可以替代筷子的资源），给其中一个哲学家他们就不会死锁了。

即同类资源数大于1，则即使有循环等待，也未必会发生死锁。如果系统中的每类资源只有1个，那么循环等待就必然会导致死锁了。

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### 四、什么时候会发生死锁 ###

1、对系统资源的竞争。各个进程对不可剥夺的资源（如打印机）的竞争可能引起死锁，对可剥夺的资源（CPU）的竞争是不会引起死锁的

2、进程推进顺序非法。请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致死锁。

例如，并发执行的进程P1，P2分别申请并占有资源R1，R2，之后进程P1又紧接着申请资源R2，而进程P2又申请资源R1，两者会因为申请的资源被对方占有而阻塞，从而发生死锁

3、信号量的使用不当也会造成死锁。如生产者-消费者进程中，如果实现互斥的P操作在 实现同步的P操作之前，就可能导致死锁

总之，对不可剥夺资源的分配不合理，就可能导致死锁。

### 五、死锁的处理策略 ###

1、预防死锁：破坏死锁产生的四个必要条件的一个或几个

2、避免死锁：用某种方法防治系统进入不安全状态，从而避免死锁（银行家算法）

3、死锁的检测和解除：允许死锁发生，不过操作系统会负责检测出死锁的发生，然后采取某种措施解除死锁

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