電腦作業系統之死結的原因和必要條件

死結的原因和必要條件什麼是死結

所謂死結：是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。

產生死結的原因

l  競爭資源：當系統中多個進程使用共用資源，並且資源不足以滿足需要，會引起進程對資源的競爭而產生死結。

l  進程間推進的順序非法：請求和釋放資源的順序不當，也同樣會導致產生進程死結

 

產生死結的必要條件

1. 互斥條件：進程對所分配到的資源進行排它性使用，在一段時間內某資源只由一個進程佔用。
2. 請求和保持條件：指一個進程已經保持了至少一個資源，但又提出新的資源請求，而此資源被其他佔用，此時請求進程阻塞，但又對自己已經佔用的資源保持不放。
3. 不剝奪條件：進程已經獲得資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時，由進程自己釋放。
4. 環路等待條件：發生死結時，必然存在一個進程-資源的環形鏈。

 

處理死結的方法

l  預防死結

事先預防，破壞產生死結的四個必要條件之一。

1. 摒棄“請求和保持”條件：

進程在申請資源時，是一次性的。

如何摒棄“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。

如何摒棄“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。

1. 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。
2. 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。

l  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。

l  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

l  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。