java面试题之死锁产生的条件，以及如何避免死锁，银行家算法，产生死锁后如何解决（阿里面试题）

死锁产生的四个必要条件：

互斥：一个资源每次只能被一个进程使用（资源独立）

请求与保持：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放（不释放锁）

不剥夺：进程已获得的资源，在未使用之前，不能强行剥夺（抢夺资源）

循环等待：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待的资源关闭（死循环）

死锁预防

1. 破坏“互斥”条件：

   就是在系统里取消互斥、若资源一般不被一个进程独占使用，那么死锁是肯定不会发生的，但一般“互斥”条件是无法破坏的。因此，在死锁预防里主要是破坏其他三个必要条件，而不去涉及破坏“互斥”条件  

2. 破坏“请求和保持”条件：

   方法1：所有的进程在开始运行之前，必须一次性的申请其在整个运行过程各种所需要的全部资源
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   优点：简单易实施且安全
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   缺点：因为某项资源不满足，进程无法启动，而其他已经满足了的资源也不会得到利用，严重降低了资源的利用率，造成资源浪费
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   方法2：该方法是对第一种方法的改进，允许进程只获得运行初期需要的资源，便开始运行，在运行过程中逐步释放掉分配到，已经使用完毕的资源，然后再去请求新的资源。这样的话资源的利用率会得到提高，也会减少进程的饥饿问题
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3. 破坏“不剥夺”条件：

   当一个已经持有了一些资源的进程在提出新的资源请求没有得到满足时，它必须释放已经保持的所有资源，待以后需要使用的时候再重新申请。这就意味着进程已占有的资源会被短暂的释放或者说被抢占了

4. 破坏“循环等待”条件：

   可以通过定义资源类型的线性顺序来预防，可以将每个资源编号，当一个进程占有编号为i的资源时，那么它下一次申请资源只能申请编号大于i的资源。如下图

   

   这样虽然避免了循环等待，但是这种方法是比较低效的，资源的执行速度会变慢，并且可能在没有必要的情况下拒绝资源的访问，比如说，线程c想要申请资源1，如果资源1并没有被其他进程占有，此时将它分配给线程c是没有问题的，但是为了避免产生循环等待，该申请会被拒绝，这样就降低了资源的利用率。

死锁避免

避免是指进程在每次申请资源时判断这些操作是否安全，典型算法是“银行家算法”。但这种算法会增加系统的开销

死锁的检测

判断系统是否处于死锁状态，如果是，则执行死锁解除策略

死锁解除

与死锁检测结合使用，它使用的方式就是剥夺。即将资源强行分配给别的进程

银行家算法

1、操作系统按照银行家指定的规则为进程分配资源，当进程首次申请资源时，需要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请资源分配资源，否则就推迟分配；
2、当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程本次申请的资源数，是否超过了该资源剩余的总量，若超过则拒绝分配资源，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。