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四、死锁的预防 系统设计时确定资源分配算法,保证不发生死锁。做法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。 1. 破坏“不可剥夺”条件 在允许进程动态申请资源前提下规定, 一个进程在申请新的资源不能立即满足而变为等待状态之前, 必须释放已占有的全部资源, 若需要再重新申请。 2.破坏“请求和保持”条件 要求每个进程在运行前必须一次性申请它所要求的所有资源，且仅当该进程所要资源均可满足时才给予一次性分配。 例如：1，2，3，…，10 P1： 申请1 申请3 申请6 … P2： 申请2 申请4 申请8 … P3 …… P10 3.破坏“循环等待”条件 采用资源有序分配法: 把系统中所有资源编号, 进程在申请资源时必须严格按资源编号的递增次序进行,否则操作系统不予分配。 4、破坏“互斥性”条件， 允许一个资源可由多个进程同时使用 缺点：对有的资源行不通，例如打印机 五、避免死锁的算法 系统运行过程中, 对进程发出的每一个资源申请进行动态检查,根据检查结果决定是否分配资源, 若分配可能引起系统死锁, 则不予分配,否则予以分配。 安全序列与安全状态： 如果在某时刻系统中所有进程可以排列一个安全序列:{P1,P2,....,Pn},刚称此时,系统处于安全状态. 所谓安全序列{P1,P2,...,Pn}是指对于Pi(1≤i≤n),都有它所尚需最大资源数量不超过系统剩余的资源量与所有Pj (j i )所占的资源量之和 。 若系统不存在这样一个安全序列, 则称系统处于不安全状态,不安全状态可能引起系统死锁。 进程 最大需求 已分配 尚需要 可用 P1 10 5 5 3 P2 4 2 2 P3 9 2 7 例如： 避免死锁的实质是如何使系统不进入不安全状态。 银行家算法(发贷款先给足能及时还者) 数据结构： n：系统中进程的总数; m：资源类总数 可用资源向量 Available: ARRAY[1..m] of integer; 最大需求矩阵Max: ARRAY[1..n,1..m] of integer; 分配矩阵Allocation: ARRAY[1..n,1..m] of integer; 需求矩阵Need: ARRAY[1..n,1..m] of integer; Need[i,j]=MAX[i,j]-Allocatin[i,j] 请求矩阵Request: ARRAY[1..n,1..m] of integer; 简记符号： Available, Max[i], Allocation[i], Need[i], Request[i] 算法: 当进程pi提出资源申请时, 系统执行下列步骤: (1).若Request[i]≤Need[i],转(2)否则错误返回 (2).若Request[i]≤Available, 转(3)否则进程等待 (3).假设系统分配资源, 则有: Available:=Available-Request[i]; Allocation[i]:=Allocation[i]+Request[i]; Need[i]:=Need[i]-Request[i]; 若系统新状态是安全的, 则分配完成 若系统新状态是不安全的, 则恢复原状态, 进程等待 为进行安全性检查, 定义数据结构： 工作向量Work:系统可提供给进程继续运行所需的各 类资源数目,有m个元素, 其初值为多少？ Finish:系统是否有足够的资源分配给进程,使之完成; 安全性检查的步骤： (1) Work:=Available; Finish:=false; (2) 寻找满足条件的i： a.Finish[i]=false; b.Need[i]≤Work; 如果不存在，则转(4) (3) Work:=Work+Allocation[i]; Finish[i]:=true; 转(1) (4) 若对所有i,Finish[i]=true,则系统处于安全状态, 否则处于不安全状态 进程 最大需求 已分配 尚需要 可用 P1 10 5 5 3 P2