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第三章 处理机调度与死锁 3.7 避免死锁 3.7.1　系统安全状态 1.安全状态 指系统能按某种进程推进顺序（P1，P2，…，Pn），为每个进程Pi分配其所需资源，直至满足每个进程对资源的最大需求，使每个进程都可顺利地完成。此时称（P1，P2，…，Pn）为安全序列。如果系统无法找到这样一个安全序列，则称系统处于不安全状态。 2.安全状态之例 假定系统中有三个进程P1、P2和P3，共有12台磁带机。进程P1总共要求10台磁带机，P2和P3分别要求4台和9台。假设在T0时刻，进程P1、P2和P3已分别获得5台、2台和2台磁带机，尚有3台空闲未分配，如下表所示： 进　程 最 大 需 求 已 分 配 可　用 P1 10 5 3 P2 4 2 P3 9 2 3.7.1　系统安全状态 3.由安全状态向不安全状态的转换 如果不按照安全序分配资源，则系统可能会由安全状态进入不安全状态。例如，在T0时刻以后，P3又请求1台磁带机，若此时系统把剩余3台中的1台分配给P3，则系统便进入不安全状态。 因为，此时也无法再找到一个安全序列， 例如，把其余的2台分配给P2，这样，在P2完成后只能释放出4台，既不能满足P1尚需5台的要求，也不能满足P3尚需6台的要求，致使它们都无法推进到完成，彼此都在等待对方释放资源，即陷入僵局，结果导致死锁。 3.7.2 利用银行家算法避免死锁 ★银行家算法中的数据结构 (1)可利用资源向量Available：是一个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果Available［j］=K，则表示系统中现有Rj类资源K个。 (2)最大需求矩阵Max：是一个n×m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max［i,j］=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。 (3) 分配矩阵Allocation：也是一个n×m的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation［i,j］=K，则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。 (4)需求矩阵Need：也是一个n×m的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need［i,j］=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。 Need［i,j］=Max［i,j］-Allocation［i,j］ 3.7.2 利用银行家算法避免死锁 ★银行家算法 设Requesti是进程Pi的请求向量，如果Requesti［j］=K，表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。 当Pi发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查： (1)如果Requesti［j］≤Need［i,j］，便转向步骤2；否则认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。 (2)如果Requesti［j］≤Available［j］，便转向步骤(3)；否则， 表示尚无足够资源，Pi须等待。 (3)系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下面数据结构中的数值： Available［j］∶=Available［j］-Requesti［j］; Allocation［i,j］∶=Allocation［i,j］+Requesti［j］; Need［i,j］∶=Need［i,j］-Requesti［j］; (4)系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。若安全，才正式将资源分配给进程Pi，以完成本次分配；否则， 将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程Pi等待。 资源分配 Pi请求资源 Request[I]?Need[I] 请求超量，错返 Request[I]?Available 不满足，等待 Available:=Available-Request[I] Allocation[I]:=Allocation[I]+Request[I] Need[I]:=Need[I]-Request[I] 安全 确认，pi继续 Available:=Available+Request[I] Allocation[I]:=Allocation[I]-Request[I] Need[I]:=Need[I]+Request[I] pi等待 F T F T T F 3.7.2 利用银行家算法避免死锁 ★安全性算法 (1)设置两个向量： ① 工作向量Work: 它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目，它含有m个元素，在执行安全算法开始时，Work∶=Availab