[理学]第3章进程管理3.ppt

死锁的定义 一组进程中，每个进程都无限等待被该组进程中另一进程所占有的资源，因而永远无法得到的资源，这种现象称为进程死锁，这一组进程就称为死锁进程 关于死锁的一些结论 参与死锁的进程最少是两个 （两个以上进程才会出现死锁） 参与死锁的进程至少有两个已经占有资源 参与死锁的所有进程都在等待资源 参与死锁的进程是当前系统中所有进程的子集 注：如果死锁发生，会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。 资源 永久性资源：可以被多个进程多次使用（可再用资源） 可抢占资源 不可抢占资源 临时性资源：只可使用一次的资源；如信号量,中断信号，同步信号等（可消耗性资源） “申请--分配--使用--释放”模式 产生死锁的四个必要条件 互斥使用（资源独占） 不可强占（不可剥夺） 请求和保持（部分分配，占有申请） 循环等待 产生死锁的四个必要条件 1) 互斥使用（资源独占） 一个资源每次只能给一个进程使用 2) 不可强占（不可剥夺） 资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资源只能由占有者自愿释放 产生死锁的四个必要条件 3) 请求和保持（部分分配，占有申请） 一个进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有 （只有这样才是动态申请，动态分配） 产生死锁的四个必要条件 存在一个进程等待队列 {P1 , P2 , … , Pn}, 其中P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，…，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路 （1）死锁是进程之间的一种特殊关系，是由资源竞争引起的僵局关系，因此，当我们提到死锁时，至少涉及到两个进程。虽然单个进程也可能锁住自己，但那是程序设计错误而不是死锁； （2）当出现死锁时，首先要弄清楚被锁的是哪些进程，因竞争哪些资源被锁； 关于死锁的进一步说明 关于死锁的进一步说明 （3）在多数情况下，一系统出现死锁，是指系统内的一些而不是全部进程被锁，它们是因竞争某些而不是全部资源而进入死锁的，若系统的全部进程都被锁住，我们称系统处于瘫痪状态； （4）系统瘫痪意味着所有进程都进入了睡眠（等待）状态，但所有进程都睡眠了，如果其中至少有一个进程可由I/O中断唤醒的话，这并不一定就是瘫痪状态。 死锁定理 （1）如果不出现任何环，则此时系统内不存在死锁 （2）如果出现了环，且处于此环中的每类资源均只有一个实体时，则有环就出现死锁，此时，环是系统存在死锁的充分必要条件 解决死锁的方法 不考虑此问题： 不让死锁发生： 静态策略：设计合适的资源分配算法，不让死锁发生 动态策略： 让死锁发生： 死锁预防 定义： 在系统设计时确定资源分配算法，保证不发生死锁。具体的做法是破坏产生死锁的四个必要条件之一，如允许进程同时访问某些资源，然而，这种方法不能解决访问那些不允许被同时访问的资源带来的死锁问题，比如打印机等。另一种方法则是打破资源的部分分配这个死锁产生的必要条件。即预先分配各并发进程所需要的全部资源。 另一种死锁的预防方法是打破死锁的环路条件。即把资源分类按顺序排列，使进程在申请、保持资源时不形成环路。 死锁预防 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得到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 死锁预防 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 死锁预防 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 死锁避免定义 定义： 在系统运行过程中，对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源，若分配后系统可能发生死锁，则不予分配，否则予以分配 安全状态与不安全状态 安全状态： 如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1，…Pn，则系统处于安全状态 安全序列： 一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n），它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j i )当前占有资源量之和，系统处于安全状态 (安全状态一定是没有死锁发生的) 安全状态与不安全状态 不安全状态: 不存在一个安全序列 不安全状态一定导致死锁 死锁的检测与解除 死锁检测： 允许死锁发生，操作系统不断监视系统进展情况，判断死锁是否发生 一旦死锁发生则采取专门的措施，解除死锁并以最小的代价恢复操作系统运行 死锁的检测与解除 检测时机： 当进程等待时检测死锁 （其缺点是系统的开销大） 定时检测 系统资源利用率下降时检测死锁 死锁的检测与解除 死锁检