作業系統之死結

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死結（DeadLock）

死結的概念

    所謂死結是指兩個或兩個以上的進程在執行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象，若無外力作用，它們都將無法推進下去，此時稱系統處於死結狀態或系統產生了死結，這些永遠在互相等待的進程稱為死結進程。

    例如，如果線程A鎖住了記錄1並等待記錄2，而線程B鎖住了記錄2並等待記錄1，這樣兩個線程就發生了死結現象。

產生死結的原因

    1. 因為系統資源不足。
    2. 進程運行推進的順序不合適。
    3. 資源分派不當等。
　如果系統資源充足，進程的資源請求都能夠得到滿足，死結出現的可能性就很低，否則就會因爭奪有限的資源而陷入死結。其次，進程運行推進順序與速度不同，也可能產生死結。 

死結產生的必要條件

    1. 互斥條件： 一個資源每次只能被一個進程使用。
    2. 請求與保持： 一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。
    3. 不可剝奪（非搶佔）: 進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。
    4. 迴圈等待： 若干進程之間形成一種頭尾相接的迴圈等待資源關係。
　這四個條件是死結的必要條件，只要系統發生死結，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發生死結。 

死結的處理方法

預防死結

事先預防，破壞產生死結的四個必要條件之一。

• 摒棄“請求和保持”條件：進程在申請資源時，是一次性的。

  摒棄“請求“：當進程來時，一次性分配所有的資源（如果系統滿足），這樣就不會再有”請求“了。

  摒棄“保持“：只要有一個資源得不到分配，也不給這個進程分配其他的資源。

• 摒棄“不剝奪”條件:在這種方法中，進程是逐個提出對資源的要求的。如果一個進程，獲得了部分資源，但得不到其它資源，這時，它釋放自己所佔用的資源。

• 摒棄“環路等待”條件：把資源排序，當進程申請資源時，按序申請。

避免死結

事先預防，並不是破壞產生死結的四個必要條件，而是用某種方法去防止系統進入不安全狀態，目前在較完善的系統中，常用此方法。銀行家演算法

安全狀態：是指系統能按照某種進程順序（P1,P2,…Pn），來為每一個進程Pi分配其所需要的資源，直到滿足每個進程對資源的最大需求，使每個進程都可順利地完成。如果系統無法找到這樣一個安全序列，則稱系統處於不安全狀態。

檢測死結

並不事先採取任何限制性的措施，也不必檢查系統是否已經進入不安全區，此方法允許發生死結，關鍵是，發生死結了，系統可以通過檢測機構發現死結，並精確確定與死結有關的進程和資源，然後，採取適當措施，從系統中將已經發生的死結清除

解除死結

這是與檢測死結配套使用。當檢測到系統已經發生了死結，要將進程從死結狀態中解脫出來。常用的方法是撤銷或掛起一些進程，以便回收一些資源，再將這些資源分派給已經處於阻塞狀態的進程，使之轉為就緒狀態，以繼續運行。

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