死鎖是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中因爭(zhēng)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(shí)，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法再向前推進(jìn)。之前信號(hào)量的時(shí)候我們知道，如果多個(gè)進(jìn)程等待，主要體現(xiàn)在占有鎖的問(wèn)題上。死鎖也可以被定義為：一組競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源或互相通信的進(jìn)程間相互的永久阻塞。當(dāng)一組進(jìn)程中的所有進(jìn)程都在等待一個(gè)事件，而只有在進(jìn)程集合中的其他阻塞的進(jìn)程才可以觸發(fā)該事件，這時(shí)就稱一組進(jìn)程死鎖。因?yàn)闆](méi)有事件觸發(fā)，因此死鎖是永久性的。

產(chǎn)生死鎖的原因有：

（1）競(jìng)爭(zhēng)資源。當(dāng)系統(tǒng)中供多個(gè)進(jìn)程共享的資源如打印機(jī)、公用隊(duì)列等，其數(shù)目不足以滿足諸進(jìn)程的需要時(shí)，會(huì)引起諸進(jìn)程對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生死鎖。

（2）進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中，請(qǐng)求和釋放資源的順序不當(dāng)，也同樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生進(jìn)程死鎖。

詳細(xì)分析一下產(chǎn)生死鎖的原因哦。

（1）可剝奪和非剝奪性資源

可剝奪性資源指某進(jìn)程在獲得這類資源后，該資源可以再被其他進(jìn)程或系統(tǒng)剝奪。如優(yōu)先級(jí)高的可以剝奪優(yōu)先級(jí)低的進(jìn)程的處理機(jī)。非剝奪性資源是當(dāng)這類資源分配給某進(jìn)程后，再不能強(qiáng)行收回，只能在進(jìn)程用完后自行釋放。

（2）競(jìng)爭(zhēng)非剝奪性資源

由于它們的數(shù)量不能滿足諸進(jìn)程運(yùn)行的需要，會(huì)使進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中，因剝奪這些資源而陷入僵局。

比如，系統(tǒng)中有一臺(tái)打印機(jī)R1和一臺(tái)磁帶機(jī)R2，供進(jìn)程P1,P2共享。如果P1占用了打印機(jī)，P2占用了磁帶機(jī)。此時(shí)如果P1想使用磁帶機(jī)，而P2想使用打印機(jī)，這就使P1和P2都在等待對(duì)方的資源被釋放，而陷入僵局。從而也使P1和P2得不到自己的資源而不能釋放現(xiàn)有的資源，最后進(jìn)入死鎖狀態(tài)。

（3）競(jìng)爭(zhēng)臨時(shí)性資源

上述的打印機(jī)資源屬于順序性重復(fù)使用的資源，屬于永久性資源。還有一種是臨時(shí)性資源，是一個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生，由另一進(jìn)程使用短暫時(shí)間后無(wú)用的資源。也可能產(chǎn)生死鎖。

（4）推進(jìn)順序不當(dāng)。P1—>Request(R2),p2—>Request(R1)時(shí)產(chǎn)生死鎖。

產(chǎn)生死鎖的必要條件

如果發(fā)生死鎖，則有四個(gè)產(chǎn)生死鎖的必要條件：

（1）互斥條件。一次只有一個(gè)進(jìn)程使用資源，其他進(jìn)程不能訪問(wèn)已分配的資源。

（2）請(qǐng)求和保持條件（也稱占有且等待）。指進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源請(qǐng)求，而該資源又已被其他進(jìn)程占有，此時(shí)請(qǐng)求進(jìn)程阻塞，但又對(duì)自己已獲得的其他資源保持不放。

（3）不剝奪條件（非搶占）。指進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完自己釋放。

（4）環(huán)路等待（循環(huán)等待）。指存在一個(gè)封閉的進(jìn)程鏈，使得每個(gè)資源至少占有此鏈中下一個(gè)進(jìn)程所需要的一個(gè)資源。在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在一個(gè)進(jìn)程，資源的環(huán)形鏈，即P0，P1，P2….Pn，則P0在等待P1占有的資源，P1占有P2的，….Pn占有P0的。

說(shuō)完死鎖之后，我們應(yīng)該想想如何處理這種死鎖呢。處理死鎖的基本方法有：預(yù)防死鎖，避免死鎖，檢測(cè)死鎖，解除死鎖。

預(yù)防死鎖是使四個(gè)必要條件中的第2,3,4個(gè)中的一個(gè)不成立來(lái)避免不發(fā)生死鎖。為預(yù)防死鎖，可以使請(qǐng)求和保持條件中，可以要求進(jìn)程一次性地請(qǐng)求所有需要的資源，并且阻塞這個(gè)進(jìn)程直到所有請(qǐng)求都同時(shí)滿足。對(duì)于非搶占式的預(yù)防死鎖的方法，如果占有某些資源的一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行進(jìn)一步資源請(qǐng)求被拒絕，則該進(jìn)程必須釋放它最初占用的資源，如果有必要，可以再次請(qǐng)求此類資源。還有一種情況是，如果一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求當(dāng)前被另一個(gè)進(jìn)程占有的一個(gè)資源，則操作系統(tǒng)可以搶占另一個(gè)進(jìn)程，要求它釋放資源。（這類情況適合具有不同優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程）

死鎖避免

解決死鎖問(wèn)題的另一種方法是死鎖避免。與死鎖預(yù)防的差距也不大。這里有倆種死鎖避免的方法，

1.如果一個(gè)進(jìn)程的請(qǐng)求會(huì)導(dǎo)致死鎖，則不啟動(dòng)此進(jìn)程
2.如果一個(gè)進(jìn)程增加資源的請(qǐng)求導(dǎo)致死鎖，則不允許此分配

這里解決死鎖問(wèn)題的方法有：銀行家算法

銀行家算法通過(guò)已分配的資源和可用資源數(shù)等來(lái)獲取安全序列，如果存在安全序列，就可以分配請(qǐng)求資源，不存在則說(shuō)明不可以請(qǐng)求資源，這樣就可以有效的避免死鎖。

（1）請(qǐng)求資源，發(fā)出請(qǐng)求向量
（2）假定可為P1分配資源，修改Available,Allocation和Need向量
（3）利用安全性算法檢查此時(shí)系統(tǒng)是否安全

銀行家算法需求分析：

允許進(jìn)程動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)資源，系統(tǒng)在每次實(shí)施資源分配之前，先計(jì)算資源分配的安全性，若此次資源分配安全（即資源分配后，系統(tǒng)能按某種順序來(lái)為每個(gè)進(jìn)程分配其所需的資源，直至最大需求，使每個(gè)進(jìn)程都可以順利地完成），便將資源分配給進(jìn)程，否則不分配資源，讓進(jìn)程等待。
功能實(shí)現(xiàn)：
理解了死鎖的原因，尤其是產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件，就可以最大可能地避免、預(yù)防和解除死鎖。所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、進(jìn)程調(diào)度等方面注意如何能夠不讓這四個(gè)必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免進(jìn)程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。此外，也要防止進(jìn)程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源,在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)進(jìn)程發(fā)出的每一個(gè)系統(tǒng)能夠滿足的資源申請(qǐng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否分配資源，若分配后系統(tǒng)可能發(fā)生死鎖，則不予分配，否則予以分配 。因此，對(duì)資源的分配要給予合理的規(guī)劃。
1) 可利用資源向量Available。這是一個(gè)含有m個(gè)元素的數(shù)組，其中的而每一個(gè)元素代表一類可利用資源數(shù)目，其初始值是系統(tǒng)中所配置的該類全部可用資源的數(shù)目，其數(shù)值隨該類資源的分配和回收而動(dòng)態(tài)的改變。如果Available[j]=K,則表示系統(tǒng)中現(xiàn)有Rj類資源K個(gè)。
2) 最大需求矩陣Max。這是一個(gè)n*m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中n個(gè)進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程對(duì)m類資源的最大需求。如果Max[i,j]=K；則表示進(jìn)程i需要Rj類資源的最大數(shù)目為K。
3) 分配矩陣Allocation。這也是一個(gè)n*m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中每一類資源當(dāng)前已分配給每一進(jìn)程的資源數(shù)。如果Allocation[i,j]=K，則表示進(jìn)程i當(dāng)前已分得Rj類資源的數(shù)目為K。
4) 需求矩陣Need。這也是一個(gè)n*m的矩陣，用以表示每一個(gè)進(jìn)程尚需的各類資源數(shù)。如果Need[i,j]=K,則表示進(jìn)程i還需要Rj類資源K個(gè)，方能完成任務(wù)。
上述三個(gè)矩陣間存在下述關(guān)系：Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 extern "C" #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define W 10 int Available[W]; //可使用資源 int Max[W][W]; //最大需求資源數(shù) int Allocation[W][W]; //已分配資源 int Need[W][W]; //需求資源 int Work[W]; //工作向量 int Finish[W]; //是否有足夠的資源分配，狀態(tài)標(biāo)志 int Request[W][W]; //進(jìn)程申請(qǐng)資源向量 int Temp[W]; //暫存可用資源數(shù) int AllReSourceNum[W]; //各類資源總數(shù) int i, j; int ResourceNum; //系統(tǒng)資源總數(shù) int ProcessNum; //總的進(jìn)程數(shù) int a; //當(dāng)前申請(qǐng)的進(jìn)程號(hào) int l, e; int b = 0, c = 0, f = 0, g; //c: 統(tǒng)計(jì)對(duì)于每一個(gè)進(jìn)程，成功分配的資源類別數(shù) int SecurityCheck() //安全性檢測(cè) {printf("\n\n");printf("\t\t\t 安全性檢測(cè) \n\n");printf(" 工作向量 尚需求量 已分配 工作向量+已分配\n進(jìn)程 ");for (c = 1; c <= 4; c++){for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf(" %d類", j);}}for (i = 1; i <=ProcessNum; i++){Temp[i] = Available[i]; //Temp[i]只是一個(gè)暫時(shí)寄存的中間變量，為防止在下面安全性檢查時(shí)修改到Available[i]而代替的一維數(shù)組Finish[i] = false;}for (g = 1; g <=ProcessNum; g++){for (i = 1; i <=ProcessNum; i++){b = 0; //計(jì)數(shù)器初始化Finish[i] == false;for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){if (Need[i][j] <= Temp[j]){b = b + 1;}if (Finish[i] == false && b ==ResourceNum){Finish[i] = true;printf("\nP[%d] ", i); //依次輸出進(jìn)程安全序列 for (l = 1; l <=ResourceNum; l++){printf(" %2d ", Temp[l]);}for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf(" %2d ",Need[i][j]);}for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){//Allocation[i][j]=Temp[j]-Need[i][j];printf(" %2d ", Allocation[i][j]);}for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf(" %2d ", Temp[j] + Allocation[i][j]);}for (l = 1; l <=ResourceNum; l++){Temp[l] = Temp[l] + Allocation[i][l]; }}}}}printf("\n\n");for (i = 1; i <=ProcessNum; i++){if (Finish[i] == true) f = f + 1; //統(tǒng)計(jì)Finish[i]＝＝true的個(gè)數(shù)}if (f ==ProcessNum){printf("安全序列");printf("\n\n系統(tǒng)剩余資源量：");for (i = 1; i <=ResourceNum; i++){printf(" %d ", Available[i]);}f = 0; //將計(jì)數(shù)器f重新初始化，為下一次提出新的進(jìn)程申請(qǐng)做準(zhǔn)備return 1;}else{printf("不安全序列");return 0;} } void Initialize() //初始化 {printf("請(qǐng)輸入系統(tǒng)的資源種類數(shù)：");scanf("%d", &ResourceNum);for (i = 1; i <=ResourceNum; i++){printf("第%d類資源總數(shù)：", i);scanf("%d", &AllReSourceNum[i]);}printf("請(qǐng)輸入進(jìn)程總數(shù)：");scanf("%d", &ProcessNum);for (i = 1; i <=ProcessNum; i++){for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf("進(jìn)程P[%d]對(duì)第%d類資源的最大需求量：", i, j);scanf("%d", &Max[i][j]);}}for (i = 1; i <=ProcessNum; i++){for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf("進(jìn)程P[%d]對(duì)第%d類資源已分配數(shù)：", i, j);scanf("%d", &Allocation[i][j]);Need[i][j] = Max[i][j] - Allocation[i][j];}}for (i = 1; i <=ResourceNum; i++){for (j = 1; j <=ProcessNum; j++){AllReSourceNum[i] -= Allocation[j][i];}}for (i = 1; i <=ResourceNum; i++)Available[i] = AllReSourceNum[i];SecurityCheck(); } void RequestResource() //進(jìn)程申請(qǐng)資源 {printf("請(qǐng)輸入申請(qǐng)資源的進(jìn)程：");scanf("%d", &a);for (i = 1; i <=ResourceNum; i++){printf("請(qǐng)輸入進(jìn)程P[%d]對(duì)%d類資源的申請(qǐng)量：", a, i);scanf("%d", &Request[a][i]);if (Request[a][i] >Need[a][i]){printf("\n出錯(cuò)！進(jìn)程申請(qǐng)的資源數(shù)多于它自己申報(bào)的最大需求量\n");return;}if (Request[a][i] > Available[i]){printf("\nP[%d]請(qǐng)求的資源數(shù)大于可用資源數(shù)，必須等待\n", a);return;}}for (i = 1; i <=ResourceNum; i++){//以下是試探性分配Available[i] = Available[i] - Request[a][i];Allocation[a][i] = Allocation[a][i] + Request[a][i];Need[a][i] =Need[a][i] - Request[a][i];}int ret=SecurityCheck();if (ret == 1){int key = 0;for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){if (Need[a][j] == 0){key++;}}if (key ==ResourceNum){for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){Available[j] += Allocation[a][j];Allocation[a][j] = 0;}}} }void ResourceState() {printf("\n\n");printf(" 已分配 最大需求量 尚需要量 \n進(jìn)程");for (i = 1; i <= 3; i++){for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf(" %d類", j);}}for (i = 1; i <=ProcessNum; i++){printf("\nP[%d]", i);for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf(" %2d ", Allocation[i][j]);}for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf(" %2d ", Max[i][j]);}for (j = 1; j <=ResourceNum; j++){printf(" %2d ",Need[i][j]);}}printf("\n\n系統(tǒng)剩余資源量： ");for (i = 1; i <=ResourceNum; i++){printf(" %d ", Available[i]);}printf("\n"); }void menu() {printf("\n\t-------------銀行家算法---------------\n");printf(" 1、初始化 \n");printf(" 2、進(jìn)程請(qǐng)求資源 \n");printf(" 3、資源分配狀態(tài) \n");printf(" 4、退出 \n");printf("\t--------------------------------------\n");printf("\n請(qǐng)輸入你的選擇: "); } //BankerAlth.cpp #include"BankerAlth.h" int main() {int select = 0;printf("\n\n");while (1){menu();scanf("%d", &select);printf("\n\n");switch (select){case 1:Initialize();break;case 2:RequestResource();break;case 3:ResourceState();break;case 4:printf("\nSee you Next time !\n\n");system("pause");return 0;}}system("pause");return 0; }

運(yùn)行結(jié)果：

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[Linux]死锁的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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