一句话速通银行家算法

一句话速通银行家算法：

try 分配资源, if safe() then continue;

                      else 归还资源 并且 sleep(当前任务).

好，本文结束。

hh其实并没有，接下来我将解释这句话以及银行家算法究竟是个啥。

 

ps: 银行家算法是try assign(), 而还有个锁的api是trylock()，大家可以类比着看一下。

 

银行家算法：

1. 设计目标：

　　利用内核调度解决（预防）死锁问题.

2. 重要前提：

　　假设知晓所有任务及它们所需的全部资源.

3. 缺陷：

　　a) 上述假设基本上很难达成，仅在某些特殊场景下适用，如嵌入式开发；

　　b) 银行家算法限制了并发程度，有些任务必须等到足够资源时才能运行。

 

4. 算法思路（以进程为例）：

参数说明：

       Available[m] : 系统中可用资源数组，有m种资源；

       Max_Need[i][j]：进程i对第j种资源的最大需求数量, 这是个常数数组，是我们假设已经得到的；

　　Allocated[i][j]：进程i已被分配第j种资源的数量；

　　mayNeedmoreMax[i][j]：进程i对第j种资源最多还需要多少个，由计算得到，(mayNeedmoreMax[i][j] = Max_Need[i][j] – Allocated[i][j])；

 

算法主体(tryAssign, and check safety)：

当进程i申请资源时（request[m]）

　　1) 判断是否 ∀ j 满足 request[j] <= mayNeedmoreMax[i][j]，含义是“当前需求值”不能超过“最大可能需求值”, 为什么可以看step3;

　　2) 判断是否 ∀ j 满足request[j] <= Available[j], 含义是“当前需求”是否可以被满足, 至于为什么也可以看step3;

　　　　2.5) 若以上两个判断均通过, 则进入step3; 否则sleep当前进程;

　　3) try assign, 尝试分配资源:

   　　 i)   Available := Available – request; (数组减法, 简略写)

    　　ii)  mayNeedmoreMax := mayNeedmoreMax – request;

   　　 iii) Allocated := Allocated + request;

    在step3中, 我们进行了两次数组的减法, 为了确保结果非负, 我们必须进行step1与step2的两次判断;

　　4) 判断step3中的try assign是否可行/无死锁/安全，isSafe()?

　　　　4.1) 若isSafe判断通过, 则try assign成立, 就这么分配资源就行;

　　　　4.2) 否则归还系统资源（别忘了归还，相当于回滚状态）,并sleep 当前进程。

 

下面进一步说明step4中的安全性/可行性判断函数isSafe():【本函数里发生的都是假想的,并没有真正地分配或回收资源,只是一种可行性验证】

isSafe() {

    1) 初始化：

       Work[m] := Available[m], 新建Available数组的副本

       Finished[n] := {False}, n个进程全部标记为未完成, 或者其他情况

    2) 找到一个( (!Finished[i]) && (∀j|mayNeedmoreMax[i][j]<=Work[j]) )的进程i, 翻译成人话就是:找到一个(未完成的)且(最大所需资源数小于可用资源的)进程;

   　　 2.1) 若能找到, 则执行step3; 否则, 执行step4

    3) (我们(假装)执行完了选中的进程i, 并取回其资源)

       Work := Work + Allocated[i][], 取回进程i占有的资源，

       Finished[i] = true, 进程i(假设)执行完成，

       执行step2; (循环step2 与 step3)

    4) 如果Finished[]中全是true, 则安全性/可行性检查通过; 否则不通过。

 

其实银行家算法挺麻烦的, 而且据说不常用, 所以大概只要掌握到开篇那句tryAssign的程度, 理解算法核心思想就差不多了吧…