死锁

概念

多道程序并发执行，能提高程序的利用率，和吞吐量，但是也容易死锁，

什么是死锁： 死锁就像进程和坏蛋，警察叫坏人把枪放下，而坏人叫警察先放下，但是两个都不放，一直处于僵持场面

产生原因

对资源的竞争，但是顺序执行不当

产生死锁的必要条件

• 互斥
  系统中存在临界资源，进程应互斥使用这些资源
  -占有和等待条件
  进程资源得不到满足而等待，但是不释放自己的资源
• 剥夺条件
  进程已有的资源只能自己释放，不能强行剥夺
• 循环等待条件
  链中每个进程都在等待下一个进程所持有资源

总的来所，就是一直等待内存中其他进程的资源，但是自己的资源不被抢夺，除非自己释放，且只能独立享用资源

处理死锁

通过设置某些条件，破坏四个必要条件的一个或者多个，来解除死锁

死锁的防止

• 互斥不能处理
• 占有和等待资源
  措施：静态的分配策略，即在进程执行前，一次性分配该进程所需的全部资源，如果不能满足就让进程等待，且不分配任何资源
  • 优点： 简单，安全
  • 缺点：严重浪费资源，严重降低资源利用率，进程延迟运行
• 不剥夺条件
  采用剥夺调度，一个进程提出新资源的请求，有就分配，没有就剥夺此进程全部资源，让其等待，等到资源充足就唤醒她
• 循环等待
  资源按序分配，对资源编号，每次按序申请资源
  • 缺点：执行起来不一定是按需，会造成资源浪费

死锁避免

死锁避免是另一种解决死锁的手段

通过系统：

• 安全
  将系统分为安全和不安全的状态，系统一直在安全就能避免死锁将进程按照某种顺序执行，当每个进程都能分配到所需的资源，直到所有的进程都能运行完成，那么洗头就是安全的
• 不安全
  系统不安全，就会死锁

死锁避免的实质

系统动态的分配资源，在分配前先检查系统的安全性，如果分配后依旧安全，就将资源分配进程，如果不分配，就让该进程等待，查看其他进程

银行家算法

• 创始人 dijkstra
  参数
  每种资源总数向量：
  \(Resource=(R_1,R_2.....)\)

每种资源可数向量Avilable
Avilable = \((V_1,V_2,....)\)

最大寻求矩阵Claim,每行是进程对应的需求，列是对应的资源种类
\begin{pmatrix}
C11 & C12 & C13..\\
C21 & C22 & C23...\\
C31 & C32 & C33...\\
\end{pmatrix}

死锁的检测和解除

同时Allocation矩阵是进程已经分配的资源

需求矩阵Need是矩阵\(Claim_{ij}\) - \(Allocation_{ij}\)