银行家算法是最著名的死锁避免算法,其思想是:把操作系统视为银行家,操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金,进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。

数据结构描述

(1)可利用资源向量 Available

含有m个元素的数组,其中每个元素一类可用的资源数目。比如Available[j] = k,表示系统中现有可用的j类资源有k个。

(2)最大需求矩阵Max

n*m矩阵,定义系统中n个进程对m类资源的最大需求。简答来说,一行代表一个进程,一列代表一个资源。Max[i][j] = k表示进程i需要j类资源的最大数目为k。

(3)分配矩阵Allocation

n*m矩阵,定义系统中每类资源当前已经分配给每个进程的资源数。Allocation[i][j] = k表示进程i当前已经分到j类资源的数目为k。

(4)需求矩阵 Need

n*m矩阵,表示每个进程尚需的各类资源数。Need[i][j] = k 表示进程i还需要j类资源的数目为k。

(5)请求矩阵Request

n*m矩阵,表示每个进程当前请求的各类资源数。这里注意,进程在整个生命周期中,并不是每个时刻都要满足其所要求的最大资源需求才能进行,而是动态地申请。
上述(2)(3)(4)三个矩阵存在下述关系:
操作系统课程设计银行家算法Java 操作系统 银行家算法vmware_Max

算法描述

(1)第一步

若Request[i] <= Need[i](表示对于任意的j,都有Request[i][j] <= Need[i][j]),则进行第二步,否则认为出错,因为他所需要的资源超过它所宣布的最大值。

(2)第二步

若Request[i] <= Available[i],则转向第三步,否则,表示尚无足够资源,进程i需要等待。

(3)第三步

系统试探着把资源分配给进程i,并修改下面数据结构中的数值。
操作系统课程设计银行家算法Java 操作系统 银行家算法vmware_资源分配_02

(4)第四步

系统执行安全性算法,检查此次资源分配后,是系统是否处于安全状态。若安全,才将资源正式分配给进程i,完成此次分配;否则本次试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程i等待。

安全性算法

(1)第一步

初始时安全序列为空。

(2)第二步

从Need矩阵中找出符合下面条件的行:该行对应的进程不在安全序列中,而且该行小于Available向量,找到后,把对应进程加入安全序列;找不到,执行第四步。

(3)第三步

进程i进入安全后,可顺序执行,直至完成,并释放它的资源,故应执行Available = Available + Allocation[i]。

(4)第四步

若安全序列已经包含所有进程,则系统处于安全状态,否则处于不安全状态。

安全性算法举例

十分懒惰,直接给个截图吧。

操作系统课程设计银行家算法Java 操作系统 银行家算法vmware_数据结构_03

操作系统课程设计银行家算法Java 操作系统 银行家算法vmware_Max_04