死锁
死锁的定义
- 一组进程中，每个进程都无限等待被该组进程中另一进程所占有的资源，因而永远无法得到的资源，这种现象称为进程死锁，这一组进程就称为死锁进程。
- 如果死锁发生，会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。
为什么会出现死锁？
资源数量有限、锁和信号量错误使用
资源的使用方式：
“申请—分配—使用—释放”模式
可重用资源：可被多个进程多次使用
- 可抢占资源与与不可抢占资源
- 处理器、IO部件、内存、文件、数据库、信号量
可消耗资源：只可使用一次、可创建和销毁的资源
信号、中断、消息
活锁——》就绪
- 产生死锁的必要条件
- 互斥使用（资源独占）
- 占有且等待（请求和保持，部分分配）
- 不可抢占（不可剥夺）
- 循环等待
死锁定理：
- 如果资源分配图中没有环路，则系统中没有死锁
- 如果图中存在环路则系统中可能存在死锁
- 环路是死锁存在的必要条件
- 如果每个资源类中只包含一个资源实例，则环路是死锁存在的充分必要条件
解决死锁的方法：
- 不考虑此问题（鸵鸟算法）
- 不让死锁发生
- 死锁预防
- 静态策略：设计核实的资源分配算法，不让死锁发生
- 死锁避免
- 动态策略：以不让死锁发生为目标，跟踪并评估资源分配过程，根据评估结果决策是否分配
- 让死锁发生
- 死锁检测与接触
死锁预防
定义：
- 在设计系统时，通过确定资源分配算法，排除发生死锁的可能性
- 具体的做法是：防止产生死锁的四个必要条件中任何一个条件发生
银行家算法
Dijkstra提出（1965）
仿照银行发放贷款时采取的控制方式而设计的一种死锁避免算法
死锁的解除：
重要的是以最小的代价恢复系统的运行
方法如下：
- 撤销所有死锁进程
- 进程回退（Roll back）在启动
- 按照某种原则逐一撤销死锁进程，直到....
- 按照某种原则逐一抢占资源（资源被抢占的进程必须回退到之前的对应状态），直到....
哲学家就餐问题第一种解决方案
为防止死锁发生可采取的措施
- 最多允许4个哲学家同时坐在桌子周围
- 仅当一个哲学家左右两边的筷子都客用时，才允许他拿筷子
- 给所有哲学家编号，奇数号的哲学家必须首先拿左边的筷子，偶数号的哲学家则反之
哲学家就餐问题第二种解决方案
哲学家就餐问题第三种解决方案
使用管程解决哲学家就餐问题
哲学家就餐问题第四种解决方案
本讲重点
