deadlocks(死結)

來源:互聯網
上載者:User

所謂死結<DeadLock>: 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.
由於資源佔用是互斥的,當某個進程提出申請資源後,使得有關進程在無外力協助下,永遠分配不到必需的資源而無法繼續運行,這就產生了一種特殊現象死結。
一種情形,此時執行程式中兩個或多個線程發生永久堵塞(等待),每個線程都在等待被其他線程佔用並堵塞了的資源。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。
電腦系統中,如果系統的資源分派策略不當,更常見的可能是程式員寫的程式有錯誤等,則會導致進程因競爭資源不當而產生死結的現象。

產生死結的原因主要是:

(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。

產生死結的四個必要條件:

(1) 互斥條件:一個資源每次只能被一個進程使用。
(2) 請求與保持條件: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) 不剝奪條件:進程已獲得的資源,在末使用完之前,不能強行剝奪。
(4) 迴圈等待條件: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。

死結的解除與預防

理解了死結的原因,尤其是產生死結的四個必要條件,就可以最大可能地避免、預防和解除死結。所以,在系統設計、進程調度等方面注意如何不讓這四個必要條 件成立,如何確定資源的合理分配演算法,避免進程永久佔據系統資源。此外,也要防止進程在處於等待狀態的情況下佔用資源,在系統運行過程中,對進程發出的每 一個系統能夠滿足的資源申請進行動態檢查,並根據檢查結果決定是否分配資源,若分配後系統可能發生死結,則不予分配,否則予以分配 。因此,對資源的分配要給予合理的規劃。
一、有序資源分派法
這種演算法資源按某種規則系統中的所有資源統一編號(例如印表機為1、磁帶機為2、磁碟為3、等等),申請時必須以上升的次序。系統要求申請進程:
1、對它所必須使用的而且屬於同一類的所有資源,必須一次申請完;
2、在申請不同類資源時,必須按各類裝置的編號依次申請。例如:進程PA,使用資源的順序是R1,R2; 進程PB,使用資源的順序是R2,R1;若採用動態分配有可能形成環路條件,造成死結。
採用有序資源分派法:R1的編號為1,R2的編號為2;
PA:申請次序應是:R1,R2
PB:申請次序應是:R1,R2
這樣就破壞了環路條件,避免了死結的發生
二、銀行演算法
避免死結演算法中最有代表性的演算法是Dijkstra E.W 於1968年提出的銀行家演算法:
該演算法需要檢查申請者對資源的最大需求量,如果系統現存的各類資源可以滿足申請者的請求,就滿足申請者的請求。
這樣申請者就可很快完成其計算,然後釋放它佔用的資源,從而保證了系統中的所有進程都能完成,所以可避免死結的發生。

死結排除的方法

1、撤消陷於死結的全部進程;
2、逐個撤消陷於死結的進程,直到死結不存在;
3、從陷於死結的進程中逐個強迫放棄所佔用的資源,直至死結消失。
4、從另外一些進程那裡強行剝奪足夠數量的資源分派給死結進程,以解除死結狀態

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