死锁

死锁（Deadlock）：指多个进程在运行过程中，因争夺资源而造成的一种僵局。当进程处于这种状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

死锁（Deadlock）: 指进程之间无休止地互相等待!

饥饿（Starvation）:指一个进程无休止地等待！

一.产生死锁的原因和必要条件

1.竞争资源。系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列等的数目不满足需要时，会引起资源竞争而产生死锁。

2.进程间推进顺序非法。进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，同样会导致死锁。

3.必要条件（缺一不可）、

（1）互斥条件：进程对所分配到的资源进行排他性使用

（2）请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，又提出新的资源请求，而新请求资源被其他进程占有只能造成自身进程阻塞，但对自己已获得的其他资源保持不放，必然影响其他进程。

（3）不剥夺条件：进程已获得的资源未使用完之前不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。

（4）环路等待条件

4.处理死锁的基本方法

（1）预防死锁

设置限制条件，破坏四个必要条件的一个或几个，预防发生死锁。

较易实现。限制条件的严格也会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。

（2）避免死锁

不须事先限制，破坏四个必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。

这种事先加以较弱限制的方法，实现上有一定难度，但可获较高的资源利用率及系统吞吐量，目前在较完善的系统中，常用此方法来避免发生死锁。

（3）检测死锁。

允许系统运行过程中发生死锁，但通过系统检测机构可及时的检测出，能精确确定与死锁有关的进程和资源；然后采取适当的措施，从系统中将已发生的死锁清除掉。

（4）解除死锁。

与死锁检测配套的一种措施。

常用的实施方法：撤销或挂起一些进程，以便回收一些资源并将他们分配给已阻塞进程，使之转为就绪以继续运行。

死锁的检测与解除措施，有可能使系统获得较好的资源利用率和吞吐量（死锁几率不一定很高），但在实现上难度也最大。

二。预防死锁的方法

1.预防死锁

1)摒弃“请求和保持”条件

2)摒弃“不剥夺”条件

3)摒弃“环路等待”条件

2.避免死锁

上述方法限制条件都太强；造成一定的应用不便。采用避免死锁的方法则是只施加较弱限制条件，从而获得令人满意的系统性能。

名词：

安全状态：系统能按某种进程顺序为每个进程分配所需资源，直至满足每个进程对资源的最大需求，并能顺利完成。

不安全状态：系统无法找到一种使多个进程能够顺利分配资源执行完的安全序列。

只要使系统始终处于安全状态，便可避免发生死锁。

不是所有的不安全状态都是死锁状态。

3. 银行家算法避免死锁

具体见课件

六.死锁的检测与解除

当系统为进程分配资源时，若未采取任何限制性措施，则系统必须提供检测和解除死锁的手段，为此系统必须：

保存有关资源的请求和分配信息；

提供一种算法，以利用这些信息来检测系统是否已进入死锁状态。

检测时机：

当进程等待时检测死锁

定时检测

系统资源利用率下降时检测死锁

2.2、死锁定理

简化方法如下：

1.在资源分配图中找出一个既不阻塞又非独立的进程结点Pi，在顺利的情况下运行完毕，释放其占有的全部资源。

2.由于释放了资源，这样能使其它被阻塞的进程获得资源继续运行。消去了Pi的边。

3.经过一系列简化后，若能消去图中所有边，使结点都孤立，称该图是可完全简化的。

S状态为死锁状态的充分条件是当且仅当S状态的资源分配图是不可完全简化的。<死锁定理>

死锁检测算法：

每个进程和资源指定唯一编号

设置一张资源分配表

记录各进程与其占用资源之间的关系

设置一张进程等待表

记录各进程与要申请资源之间的关系

3、 死锁的解除

当发现进程死锁时，便应立即把它们从死锁状态中解脱出来。常采用的方法是：

剥夺资源。从其他进程剥夺足够数量的资源给死锁进程以解除死锁状态。

撤销进程。最简单的是让全部进程都死掉；温和一点的是按照某种顺序逐个撤销进程，直至有足够的资源可用，使死锁状态消除为止。