目录
1死锁现象机器原因分析 (2)
1.1死锁概念 (2)
1.2死锁的必要条件 (3)
1.3死锁产生的原因 (3)
2解决死锁的方法 (3)
2.1预防死锁 (3)
2.2避免死锁 (3)
2.3检测和系统恢复 (3)
3预防死锁的方法 (3)
3.1阻碍互斥现象 (3)
3.2破坏保持和请求条件 (4)
3.3对不可剥夺条件进行破坏 (4)
3.3.1方法一 (4)
3.3.2方法二 (4)
3.3.3对循环等待进行破坏 (4)
4结语 (4)
分布式系统中死锁的处理
摘要:死锁是计算机故障中常见的问题之一，想要最优化使用计算机操作统，首要任务就是解决死锁问题。当然死锁故障不是无缘无故产生的，它连带着自身的必然条件，而这些必然条件是解决死锁问题的突破点，介绍计算机死锁问题，分析死锁现象的发生条件，并提出可实行的解决方法。
关键词:计算机;操作系统;死锁问题
1死锁现象机器原因分析
所谓的死锁就是不通状态，计算机中的死锁会影响整个操作系统的进程。在计算机系统中，资源是有限的，并且许多的资源都是独占性资源，在任何时刻都只能被一个进程使用。另一方面，对于一个进程而言，在其整个生命周期中一般不可能仅使用一个资源，而是请求使用多个资源。对于集中式操作系统是如此，对于网络操作系统和分布式操作系统更是如此。现代操作系统(包括集中式操作系统、网络操作系统和分布式操作系统)的重要特征是并发处理、资源共享和进程在CPU上的执行时间的不确定性，这些特征是相辅相成的。没有资源共享就不可能并发执行，并发执行的结果必然造成进程执行的不确定性。资源共享的目的是为了提高资源的利用率，提高用户程序的执行速度和整个计算机系统的性能。但是，资源共享和多个进程的并发执行就必然出现进程对资源的竞争，有竞争就有可能出现多个进程的死锁。死锁一直是操作系统中始终没有根本解决的问题，因而始终是学习和研究操作系统的重点问题之一。本文就死锁的概念和发生死锁的原因及可能发生死锁的问题进行讨论。每个进程都需要相应要求指导，而这些要求指导又需要不同类别进程来提供，死锁会耽误计算机进程的顺利进行。这种状态造成计算机资源的浪费，需要的资源利用不上，不需要的资源无法释放，对操作系统来说有着不利的影响。由此可见，我们应研究计算机操作系统中的死锁问题，科学采用合理的解决方案。
死锁概述
1.1死锁概念
计算机操作系统中，进程需要相互访问，例如:想要把磁盘中的文件打印出来，进程会同时访问打印机和磁盘驱动器，并且阻}卜其它进程访问他们。当系
统中只有一个进程时，此进程可任意要求它所需的资源进行工作;当系统中有多个进程时，这些进程共同利用系统资源，提高系统处理能力，但也有可能发生死锁现象。
1.2死锁的必要条件
互斥的条件:一个资源只能被一个进程应用。保持和请求的条件保持原占用资源，再请求新资源。不可剥夺的条件:只有占有这个资源的进程可以释放它，其它进程不可剥夺。环路等待的条件:系统处于进程环形链情况时，每个进程都会占据一些资源，并且等待其它进程占据的资源。
1.3死锁产生的原因
第一，资源的竞争产生死锁。当计算机操作系统资源有限时，有可能发生死锁，但是此时的死锁要满足四个必要条件，缺一不可。第二，通信的进程产生死锁。进程之间不会占用同一个资源，它们会等待彼此的消息，因此这些进程不能连续运转，造成死锁。第三，其它类型的死锁。一个程序设计的不合理，会产生广义的死锁，经常发生在程序运用的数据结构、存储区和变量上而。不合理的设计程序，造成操作系统以为是别的进程在使用，其实都在等待对方的消息。
2解决死锁的方法
2.1预防死锁
这是一种静态方法，死锁有四个必然条件(四个必然条件见下文叙述)，破坏其中一条来限制计算机操作系统进程占用资源的活动，从而预防死锁。
2.2避免死锁
这是一种动态方法，检查进程占用所需资源的命令，而不是限制进程占用所需资源的命令，根据检查结果合理分配资源。确定分配资源的安全，预防分配资源中产生死锁的现象。
2.3检测和系统恢复
检测计算机操作系统是否处于环路等待现象，一旦检测到死锁，应及时解除死锁，恢复到正常的系统应用。
3预防死锁的方法
3.1阻碍互斥现象
破坏第一个必然条件，让资源被同时访问，并且他们之间不互相排斥，但是
进程工作时很多资源是不可以被同时访问利用的，因此这种简单方法有时是不可应用的，只有在资源可被共享的情况下使用。
3.2破坏保持和请求条件
一个进程在申请利用某个资源时，便不能在占用其它的资源，这是一种静态分配的方法。在进程工作之前，让它一次性的申请出所有需要应用的资源，如果系统资源充足，就可以把进程所需的所有资源分配给它，所以在进程工作中就不会在提出应用资源的申请，这样就破坏了请求等待条件。如果系统资源分配过程中，有一种资源无法满足进程的需求，那么就不分配给它任何资源，让它一直等待，以此破坏保持条件，避免死锁现象的发生。
3.3对不可剥夺条件进行破坏
3.3.1方法一
一个进程在占用其它资源，还要继续申请资源被拒绝时，那么该进程就必须释放原本所占用的资源，以后需要资源可以再次申请。简单来讲就是，已占用资源的进程在运行时，会将原本占用的资源释放，也就是说权利被剥夺，因此破坏了不可剥夺的条件。
3.3.2方法二
一个进程正在申请的资源被其它进程占用时，可以利用操作系统去抢占资源，这种方法要建立在不同优先级别的两个进程上，如果两个进程的优先级别相同，就不能防}卜死锁。优点:方便保留状态和恢复资源。缺点:陕复代价较高，实现起来比较困难，容易导致循环的重启和不必要的抢占。
3.3.3对循环等待进行破坏
规则编号，定序排练所有资源，进程只能根据递增的方式占用资源，如果进程想要占用某个资源，就必须释放所有比此资源编号大的资源。优点:分配资源可以逐步进行，资源的利用率被提高，方便检查。缺点:限制资源的顺序，不能增加资源占用，当系统规定和资源顺序不同时，其利用率较低，不可抢占。
4结语
综上所述，我们可以清楚地认识到死锁在计算机操作系统中的影响，对死锁的必然条件和预防方法、解决方法基本了解。我们还要经常检测计算机操作系统是否发生死锁，一旦发现死锁现象，要及时采取相应的解决方法，确保计算机的
正常运行。
参考文献
[1]张伟杰.计算机操作系统中死锁问题研究.[J]计算机光盘软件与应用，2014 C18).
[2]申雪琴.计算机操作系统中死锁问题研究.[J]计算机与数字工程，2008 C7).
[3]汪江桦，汤建国.[J]关于操作系统中死锁问题的探讨阴.科技信息，2009 C17).
[4]秦超.[J]操作系统中死锁问题的研究.电脑知识与技术，2009 C26).
死锁练习题 (一)单项选择题 l系统出现死锁的根本原因是( )。A．作业调度不当B．系统中进程太多C．资源的独占性D．资源管理和进程推进顺序都不得当 2．死锁的防止是根据( )采取措施实现的。A．配置足够的系统资源B．使进程的推进顺序合理C．破坏产生死锁的四个必要条件之一D．防止系统进入不安全状态 3．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( )条件不成立。A．互斥使用资源B循环等待资源c．不可抢夺资源D．占有并等待资源 4．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于( )。A．打印机B．磁带机c．绘图仪D．主存空间和处理器 5．进程调度算法中的( )属于抢夺式的分配处理器的策略。A．时间片轮转算法B．非抢占式优先数算法c．先来先服务算法D．分级调度算法 6．用银行家算法避免死锁时，检测到( )时才分配资源。A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量c．进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量D进程已占用的资源数与本次申请的资源数 之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量 7．实际的操作系统要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用( )策略。A死锁的防止B．死锁的避免c．死锁的检测D．死锁的防止、避免和检测的混合(二)填空题 l若系统中存在一种进程，它们中的每一个进程都占有了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源。这种等待永远不能结束,则说明出现了______。2．如果操作系统对 ______或没有顾及进程______可能出现的情况，则就可能形成死锁。3．系统出现死锁的四
死锁习题 一、填空题 2．死锁产生的原因是。 3．产生死锁的四个必要条件是、、、。 二、单项选择题 1．两个进程争夺同一个资源。 （A）一定死锁（B）不一定死锁 （C）不死锁（D）以上说法都不对 4．如果发现系统有的进程队
列就说明系统有可能发生死锁了。 （A）互斥（B）可剥夺 （C）循环等待（D）同步 5．预先静态分配法是通过破坏条件，来达到预防死锁目的的。 （A）互斥使用资源/循环等待资源 （B）非抢占式分配/互斥使用资源 （C) 占有且等待资源/循环等待资源 （D）循环等待资源/互斥使用资源 7．下列关于死锁的说法中，正确的是？ 1）有环必死锁; 2）死锁必有环; 3）有环无死锁; 4）死锁也无环 8．资源有序分配法的目的是？ 1）死锁预防; 2）死锁避免; 3）死锁检测; 4）死锁解除 8．死锁的预防方法中，不太可能的一种方法使（）。
A 摈弃互斥条件 B 摈弃请求和保持条件 C 摈弃不剥夺条件 D 摈弃环路等待条件 10. 资源的按序分配策略可以破坏（）条件。 A 互斥使用资源 B 占有且等待资源 C 不可剥夺资源 D 环路等待资源 三、多项选择题 1．造成死锁的原因是_________。 （A）内存容量太小（B）系统进程数量太多，系统资源分配不当 （C）CPU速度太慢（D）进程推进顺序不合适 （E）外存容量太小 2．下列叙述正确的是_________。 （A）对临界资源应采取互斥访问方式来实现共享 （B）进程的并发执行会破坏程序的“封
闭性” （C）进程的并发执行会破坏程序的“可再现性” （D）进程的并发执行就是多个进程同时占有CPU （E）系统死锁就是程序处于死循环3．通常不采用_________方法来解除死锁。 （A）终止一个死锁进程（B）终止所有死锁进程 （C）从死锁进程处抢夺资源（D）从非死锁进程处抢夺资源 （E）终止系统所有进程 5．通常使用的死锁防止策略有_________。 （A）动态分配资源（B）静态分配资源 （C）按序分配资源（D）非剥夺式分配资源 （E）剥夺式分配资源 四、名词解释 1死锁
第三章处理机调度与死锁 一、单项选择题 1、操作系统中的作业管理是一种（A ）。 A.宏观的高级管理 B.宏观的低级管理 C.系统刚开始加电 D.初始化引导完成 2、作业调度又称为[1A]，它决定将哪些在外存储器上的处于[2D]状态的作业调入主机内存。 系统经作业调度程序选中一个或多个作业后，就为它们分配必要的内存、设备及软资源。然后控制权就交给了[3B]，由[3]将它们变为一个或一组[4C]，并[5A]。 供选择的答案： [1]：A、高级调度B、低级调度C、中级调度 D、进程调度 [2]：A、就绪B、阻塞C、提交D、后备 [3]：A、存储管理模块B、处理机管理模块C、文件管理模块D、设备管理模块 [4]：A、指令B、子程序C、进程D、程序段 [5]：A、把它们挂到就绪队列上B、为它们分配处理机 C、把它们挂到后备队列上 D、为它们分配设备 3、处于后备状态的作业存放在（A ）中。
A.外存 B.内存 C.A和B D.扩展内存 4、在操作系统中，JCB是指（A ）。 A.作业控制块 B.进程控制块 C.文件控制块 D.程序控制块 5、作业在系统中存在与否的唯一标志是（C）。 A.源程序 B.作业说明书 C.作业控制块 D.目的程序 6、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（A）调度算法。 A.先来先服务法 B. 短作业优先法 C.时间片轮转法 D. 优先级法 7、在批处理系统中，周转时间是（B ）。 A.作业运行时间 B.作业等待时间和运行时间之和 C.作业的相对等待时间 D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间 8、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（B）。 A.先来先服务法 B. 优先级法 C.短作业优先法 D. 时间片轮转法 9、操作系统中，（A）负责对进程进行调度。 A.处理机管理 B. 作业管理 C.高级调度管理 D. 存储和设备管理
1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 _C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 _B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏 _A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏 __D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在 __C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于 _B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 _C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是 _A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图 _ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。
主线程A等待另一个线程B的完成才能继续，在线程B中又要更新主线程A的界面，这里涉及了同步问题以及由此可能产生的死锁问题，同步问题在修改后的文章中讲得比较清楚了，对于线程之间可能产生死锁的浅析如下： 在等待线程B中更新主线程A的界面，如果未能正确处理A,B两线程同步的问题，极有可能导致两线程间的死锁 C#线程同步与死锁 在上一讲介绍了使用lock来实现C#线程同步。实际上，这个lock是C#的一个障眼法，在C#编译器编译lock语句时，将其编译成了调用Monitor类。先看看下面的C#源代码： 1.public static void MyLock() 2.{ 3.lock (typeof(Program)) 4. { 5. } 6.} 7. 上面的代码通过lock语句使MyLock同步，这个方法被编译成IL后，代码如图1所示。
图1 从上图被标注的区域可以看到，一条lock语句被编译成了调用Monitor的Enter和Exit方法。Monitor 在System.Threading命名空间中。lock的功能就相当于直接调用Monitor的Entry方法，所不同的是，lock方法在结束后，会自动解除锁定，当然，在IL中是调用了Monitor的Exit方法，但在C#程序中，看起来是自动解锁的，这类似于C#中的using语句，可以自动释放数据库等的资源。但如果直接在C#源程序中使用Monitor类，就必须调用Exit方法来显式地解除锁定。如下面的代码所示： 1.Monitor.Entry(lockObj); 2.try 3.{ 4.// lockObj的同布区 5.} 6.catch(Exception e) 7.{ 8.// 异常处理代码 9.} 10.finally 11.{ 12. Monitor.Exit(lockObj); // 解除锁定
第6章死锁-习题集 一、选择题 1. C 2. C 3. C 4. C //产生死锁的原因是系统资源不足及进程推进顺序不正确 5. B 6. D 7. B 8. C 9. C 10. D //有序资源分配法的实现思想是将系统中的所有资源都按类型赋予一个编号（如打 印机1，磁带机为2等），要求每一个进程均严格按照编号递增的次序来申请资源，同类资源一次申请完。这样不会造成循环等待。 11. A //互斥条件是资源本身固有的特性。 12. B //当每个都获得2台打印机且系统中剩余打印机不少于1台时，系统不会发生死锁， 即11-2N>=1，由此知N<=5。 //本注： N=1，空闲11-3*1=8，不死锁 N=2，空闲11-3*2=5，不死锁 N=3，空闲11-3*3=2，不死锁 N=4，每个2台，空闲11-2*4=3，不死锁 N=5，每个2台，空闲11-2*5=1，不死锁 N=6，5个进程2台，1个进程1台，无空闲，死锁！ 13. C //同上例。8-2K>=1，K<=3.5，向上取整为4。 14. B 15. B
16. B //本注：破坏了死锁必要条件“环循等待”，属于“死锁预防” 17. C 18. D //本注：P2和P3无法满足资源需要，都需资源R2三个。 二、综合应用题 1.所谓死锁是指多个进程因竞争系统资源或相互通信而处于永久阻塞状态，若无外力作 用，这些进程都将无法向前推进。 产生死锁的原因是：一是由多进程共享的资源不足而引起竞争资源；二是由于进程在运行过程中具有异步性，进程推进顺序非法。 2.必要条件如下： ●互斥条件。指在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。 ●不剥夺条件。指进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走， 而只能由该进程自己释放。 ●部分已分配条件(Hold and Wait)：指进程每次申请它所需要的一部分资源，在等待 分配新资源的同时，进程继续占有已分配到的资源。 ●环路等待条件。指存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源 同时被链中下一个进程所请求。 解决死锁问题常采用的措施有： ●死锁预防。通过破坏死锁产生的四个必要条件中之一来预防死锁的发生。 ●死锁避免。在资源动态分配进程中，用某种方法防止系统进程不安全状态，从而避 免死锁。 ●死锁的检测及解除。通过系统的检测机构及时地检测出死锁的发生，然后采取某种 措施解除死锁。 3.有可能。例如在系统死锁的状态下，进程处于占有等待资源的状态，应当即不属于运行 态也不属于就绪态，即都处于阻塞状态时。 4.在资源分配系统中，死锁发生的原因是由于多个进程共享有限的独占型资源。当多个进 程占有了部分资源又需要更多的资源时，就可能形成循环等待链而导致死锁。 死锁情况分析：每个进程都占有W-1个资源，需再分配1个资源，为保证不死锁，系统必须至少有一个可分配的资源，取M满足： M>=N(W-1)+1 因此保证系统不发生死锁的最小M什可以从下面公式获得： M=N(W-1)+1 1)2*0+1=1，而M=3，不会死锁 2)2*1+1=3，而M=3，不会死锁 3)2*2+1=5，而M=3，可能死锁。出现死锁情况是：一个进程占有2个资源，另一占 1个资源 4)3*1+1=4，而M=5，不会死锁 5)3*2+1=7，而M=7，可能死锁。出现死锁情况是：3个进程各占2个资源
第五章死锁练习题 (一)单项选择题 1．系统出现死锁的根本原因是( )。 A．作业调度不当B．系统中进程太多C．资源的独占性D．资源管理和进程推进顺序都不得当 2．死锁的防止是根据( )采取措施实现的。 A．配置足够的系统资源B．使进程的推进顺序合理 C．破坏产生死锁的四个必要条件之一D．防止系统进入不安全状态 3．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( )条件不成立。 A．互斥使用资源B循环等待资源C．不可抢夺资源D．占有并等待资源 4．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于( )。 A．打印机B．磁带机C．绘图仪D．主存空间和处理器 5．进程调度算法中的( )属于抢夺式的分配处理器的策略。 A．时间片轮转算法B．非抢占式优先数算法C．先来先服务算法D．分级调度算法 6．用银行家算法避免死锁时，检测到( )时才分配资源。 A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量 B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量 C．进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量 D进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量 7．实际的操作系统要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用( )策略。 A死锁的防止B．死锁的避免C．死锁的检测D．死锁的防止、避免和检测的混合 (二)填空题 1．若系统中存在一种进程，它们中的每一个进程都占有了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源。这种等待永远不能结束,则说明出现了______。 2．如果操作系统对______或没有顾及进程______可能出现的情况，则就可能形成死锁。 3．系统出现死锁的四个必要条件是：互斥使用资源，______，不可抢夺资源和______。 4．如果进程申请一个某类资源时，可以把该类资源中的任意一个空闲资源分配给进程，则说该类资源中的所有资源是______。 5．如果资源分配图中无环路，则系统中______发生。 6．为了防止死锁的发生，只要采用分配策略使四个必要条件中的______。 7．使占有并等待资源的条件不成立而防止死锁常用两种方法：______和______. 8静态分配资源也称______，要求每—个进程在______就申请它需要的全部资源。 9．释放已占资源的分配策略是仅当进程______时才允许它去申请资源。 10．抢夺式分配资源约定，如果一个进程已经占有了某些资源又要申请新资源，而新资源不能满足必须等待时、系统可以______该进程已占有的资源。 11．目前抢夺式的分配策略只适用于______和______。 12．对资源采用______的策略可以使循环等待资源的条件不成立。 13．如果操作系统能保证所有的进程在有限的时间内得到需要的全部资源，则称系统处于______。14．只要能保持系统处于安全状态就可______的发生。 15．______是一种古典的安全状态测试方法。 16．要实现______，只要当进程提出资源申请时，系统动态测试资源分配情况，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程。
第五章死锁 一．选择题 1.为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 C 也可能产生死锁。 （A）进程优先权（B）资源的线性分配 （C）进程推进顺序（D）分配队列优先权 2.采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 B 方法解除死锁。 （A）执行并行操作（B）撤销进程 （C）拒绝分配新资源（D）修改信号量 3.产生死锁的四个必要条件是：互斥、 B 循环等待和不剥夺。 （A）请求与阻塞（B）请求与保持 （C）请求与释放（D）释放与阻塞 4.在分时操作系统中，进程调度经常采用算法。 （A）先来先服务（B）最高优先权 （C）时间片轮转（D）随机 5.资源的按序分配策略可以破坏条件。 （A）互斥使用资源（B）占有且等待资源 （C）非抢夺资源（D）循环等待资源 6.在 C 情况下，系统出现死锁。 （A）计算机系统发生了重大故障 （B）有多个封锁的进程同时存在 （C）若干进程因竞争而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 （D）资源数远远小于进程数或进程同时申请的资源数量远远超过资源总数 7。银行家算法在解决死锁问题中是用于 B 的。 （A）预防死锁（B）避免死锁 （C）检测死锁（D）解除死锁 8.支持多道程序设计的操作系统在运行过程中，不断地选择新进程运行来实现CPU的共享，但其中不是引起操作系统选择新进程的直接原因。 （A）运行进程的时间片用完 （B）运行进程出错 （C）运行进程要等待某一事件发生 （D）有新进程进入就绪队列 9. 在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是 B 。 （A）银行家算法 （B）有序资源分配法 （C）死锁检测法 （D）资源分配图化简法 二、综合题 1.若系统运行中出现如表所示的资源分配情况，改系统是否安全？如果进程P2此时提出资源申请（1，2，2，2），系统能否将资源分配给它？为什么？
第三章死锁习题 一、填空题 1．进程的“同步”和“互斥”反映了进程间①和②的关系。 【答案】①直接制约、②间接制约 【解析】进程的同步是指在异步环境下的并发进程因直接制约而互相发送消息，进行相互合作、相互等待，使得各进程按一定的速度执行的过程；而进程的互斥是由并发进程同时共享公有资源而造成的对并发进程执行速度的间接制约。 2．死锁产生的原因是①和②。 【答案】①系统资源不足、②进程推进路径非法 【解析】死锁产生的根本原因是系统的资源不足而引发了并发进程之间的资源竞争。由于资源总是有限的，我们不可能为所有要求资源的进程无限地提供资源。而另一个原因是操作系统应用的动态分配系统各种资源的策略不当，造成并发进程联合推进的路径进入进程相互封锁的危险区。所以，采用适当的资源分配算法，来达到消除死锁的目的是操作系统主要研究的课题之一。 3．产生死锁的四个必要条件是①、②、③、④。 【答案】①互斥条件、②非抢占条件、③占有且等待资源条件、④循环等待条件 【解析】 互斥条件：进程对它所需的资源进行排它性控制，即在一段时间内，某资源为一进程所独占。 非抢占条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其它进程强行夺走，即只能由获得资源的进程自己释放。 占有且等待资源条件：进程每次申请它所需的一部分资源，在等待新资源的同时，继续占有已分配到的资源， 循环等待条件：存在一进程循环链，链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。 4．在操作系统中，信号量是表示①的物理实体，它是一个与②有关的整型变量，其值仅能由③原语来改变。 【答案】①资源，②队列，③P-V 【解析】信号量的概念和P-V原语是荷兰科学家E．W．Dijkstra提出来的。信号量是一个特殊的整型量，它与一个初始状态为空的队列相联系。信号量代表了资源的实体，操作系统利用它的状态对并发进程共享资源进行管理。信号量的值只能由P-V原语来改变。 5．每执行一次P原语，信号量的数值S减1。如果S>=0，该进程①；若S<0，则②该进程，并把它插入该③对应的④队列中。 【答案】①继续执行，②阻塞（等待），③信号量，④阻塞（等待） 【解析】从物理概念上讲，S＞0时的数值表示某类资源可用的数量。执行一次P原语，意味着请求分配一个单位的资源，因此描述为S=S－1。当S<0时，表示已无资源，这时请求资源的进程将被阻塞，把它排在信号量S的等待队列中。此时，S的绝对值等于信号量队列上的阻塞的进程数目。 6．每执行一次V原语，信号量的数值S加1。如果①，Q进程继续执行；如果S＜=0，则从对应的②队列中移出一个进程R，该进程状态变为③。 【答案】①S＞0，②等待，③就绪 【解析】执行一次V原语，意味着释放一个单位的资源。因此，描述为S=S＋1。当S<0时，表示信号量请求队列中仍然有因请求该资源而被阻塞的进程。因此，应将信号量对应的阻塞队列中的第一个进程唤醒，使之转至就绪队列。 7．利用信号量实现进程的①，应为临界区设置一个信号量mutex。其初值为②，表示该资源尚未使用，临界区应置于③和④原语之间。
1.有三个批处理作业，第一个作业10:00 到达，需要执行2 小时；第二个作业在10:10 到达，需要执行1 小时；第三个作业在10:25 到达，需要执行25 分钟。分别采用先来先服务，短作业优先和最高响应比优先三种调度算法，各自的平均周转时间是多少？ 解： 先来先服务： （结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间 周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间） 短作业优先： 1)初始只有作业1，所以先执行作业1，结束时间是12:00，此时有作业2和3； 2)作业3需要时间短，所以先执行； 最高响应比优先： 高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间，综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 1)10:00只有作业1到达，所以先执行作业1； 2)12:00时有作业2和3， 作业2：等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8； 作业3：等待时间=12:00-10:25=95m，响应比=1+95/25=4.8； 所以先执行作业3 2.在一单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。试计算一下三种作业调度算法的平均周转时间T 和平均带权周转时间W。 （1）先来先服务；（2）短作业优先（3）高响应比优先
解： 先来先服务： 短作业优先： 作业顺序： 1)8:00只有作业1，所以执行作业1； 2)9:00有作业2和3，作业3短，所以先执行3； 3)9:12有作业2和4，作业4短，所以先执行4； 高响应比优先： 作业顺序： 1)8:00只有作业1，所以执行作业1； 2)9:00有作业2和3 作业2等待时间=9:00-8:30=30m，响应比=1+30/30=2； 作业3等待时间=9:00-9:00=0m，响应比=1+0/12=1； 所以执行作业2； 3)9:30有作业3和4 作业3等待时间=9:30-9:00=30m，响应比=1+30/12=3.5； 作业4等待时间=9:30-9:06=24m，响应比=1+24/6=5；
2010年第12期吉林省教育学院学报 N o .12,2010 第26卷J O U R N A LO FE D U C A T I O N A LI N S T I T U T EO FJ I L I NP R O V I N C E V o l .26(总240期) T o t a l N o .240 收稿日期:2010—07—25作者简介:哈森格日乐,女,内蒙古兴安盟广播电视大学,讲师。研究方向:计算机应用。 操作系统中死锁与死机现象的教学比较 哈森格日乐 (内蒙古兴安盟广播电视大学,内蒙古兴安盟137400) 摘要:死锁是计算机操作系统中的一个突出问题。死锁与死机是两个不同又有关联的概念。本文从死锁与死机的概念、 产生的原因及排除三个方面进行了比较论述。 关键词:死锁;死机;进程中图分类号:G 642.0 文献标识码:A 文章编号:1671—1580(2010)12—0071—02 操作系统中的死锁可定义为:各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源,且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源。从而造成大家都想得到资源而又都得不到资源,各并发进程不能继续向前推进的状态。它是操作系统核心在内部管理和控制的调度设计中造成系统无法继续运行的“死机”现象。 一、产生死锁与“死机”的原因(一)死锁的起因及必要条件 死锁的起因是并发进程的资源竞争。产生死锁的根本原因在于系统提供的资源个数少于并发进程所要求的该类资源数。显然,由于资源的有限性,不可能为所有要求资源的进程无限制地提供资源。但是,可以采用适当的资源分配算法,以达到消除死锁的目的。然而要达到消除死锁的目的必须了解产生死锁的必要条件。这个我们从死锁的概念就可以得到。1.互斥条件。并发进程所要求和占有的资源是不能同时被两个以上进程使用或操作的,进程对它所需要的资源进行排他性控制;2.不剥夺条件。进程所获得的资源在未使用完毕之前,不能被其他进程强行剥夺,而只能由获得该资源的进程自己释放;3.部分分配。进程每次申请它所需要的一部分资源,在等待新资源的同时,继续占用已分配到的资源;4.环路条件。存在一种进程循环链,链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。 (二)“死机”的原因1.W i n d o w s 的即插即用功能,简化了新硬件的安装,但随之而来的是系统启动时,总是要搜索所有的驱动程序再决定运行。因此,某些失效硬件的驱动程序会导致“死机”。 2.资源耗尽:“蓝屏”故障常常发生在进行一项比较大或比较多的工作时,或是在保存复制的时候,往往发生得比较突然。这类故障的发生原因主要是与三个堆资源(系统资源、用户资源、G D I 资源)的占用情况有关。资源耗尽会出现“系统资源严重不足”等“蓝屏”警告。平时可以观察一下系统资源的可用比例。 3.版本冲突:尤其是不同文件管理方式。W i n 98与W i n 2000等的F A T 16/32、N T F S 就是如此。 4.注册表损坏:注册表是W i n d o w s 95之后引入的一个管理新概念,采用“表格”数据结构,其中包含了系统所有的信息。在启动和运行时,机器会读取其中的内容以配置系统,同时几乎所有重要操作都会在其中留下蛛丝马迹。通过修改,轻易实现常规操作无法实现的功能,但如果其中的信息受到破坏,那么系统就不能正常工作。 5.“碎片”太多:新安装的系统,数据的存放是连续的。不断运行工作后使文件在硬盘上的存放位置凌乱异常。即便不出现错误,系统性能也要降低。需要定期对硬盘进行碎片整理。 6.驻留主存:任务栏右下侧的系统托盘内的图标控制会使操作带来很大的方便,但这样的方便不仅降低系统性能,而且会耗尽主存和其他系统资源,最后造成系统死机。 7.卸载不完整:不完全卸载,会在系统中产生大量的垃圾文件,从而导致系统的不稳定。 71 DOI :10.16083/j .cn ki .1671-1580.2010.12.059
第三章处理机调度与死锁作业 一、判断题 1、先来先服务（FCFS）算法是一种简单的调度算法，但其效率比较高。（错） 2、FCFS调度算法对短作业有利。（错） 3、时间片的大小对轮转法（RR）的性能有很大的影响，时间片太短，会导致系统开销大大增加。（对） 二、选择题 1、在进行作业调度时，要想兼顾作业等待时间和作业执行时间，应选取（C）。 A.轮转法 B.先进先出调度算法 C.响应比高优先算法 D.短作业优先调度 2、若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许（D）个进程参于竞争，而不会发生死锁。 A、5 B、2 C、3 D、4 解析：由于系统资源总共只有5台，若有5个进程参与竞争，每个进程在拥有一台打印机后，由于都需要两台打印机，所有进程都不能向前推进，假设又都不愿意放弃已申请到的打印机，系统便进入死锁状态，若有4个进程参与竞争，每个进程拥有一台打印机后，任意一个进程在获得剩余的一台打印机后就可以运行，在该进程运行完后，释放拥有的两台打印机，其他3个进程就可以顺利推进，完成各自任务。 3、在进程资源图中( C )是发生死锁的必要条件。 A．互斥 B.可剥夺件 C.环路 D．同步 三、填空题 1、在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，计算时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。 2、分时系统采用的调度方法是时间片轮转调度算法。在分时系统中，当用户数目为100时，为保证响应时间不超过2秒，此时时间片最大应为20ms。 3、有三个同时到达的作业J1，J2和J3，它们的执行时间分别是T1，T2和T3，且T1 单项选择 1. 两个进程合作完成一项任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或建立某个条件后再运行，这种制约性合作关系被称为进程的—A—。 A.同步 B.执行 C.互斥 D.调度 2. 为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，这种方式通常称为—C—。 A. 进程互斥 B. 进程同步 C. 进程通信 D. 进程制约 3. 除了因为资源不足，进程竞争资源可能出现死锁外，不适当的—C—也可能产生死锁。 A.进程优先权 B.资源线性分配 C.进程推进顺序 D.分配队列优先权 4. 除了可以采用资源剥夺法解除死锁外，还可以采用—C—方法解除死锁。 A.修改信号量 B.拒绝分配新的资源 C.撤消进程 D.执行并行操作 5. 资源的按序分配策略可以破坏—D—条件。 A. 互斥 B. 请求与保持 C. 不剥夺 D. 环路等待 6. 在—C—的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个阻塞的进程存在 C. 若干个进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数远小于进程数或进程同时申请的资源数远超过资源总数 7.某系统中有3个进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是—B—。 A.9 B.10 C.11 D.12 8. 银行家算法是一种—B—算法。 A. 解除死锁 B.避免死锁 C. 预防死锁 D. 检测死锁 9. 在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是—B—。 A. 银行家算法 B. 资源有序分配 C. 死锁检测法 D. 资源分配图化简法 10. 设有n个进程共用一个相同的程序段（临界区），如果每次最多允许m个进程（m≤n）同时进入临界区，则信号量的初值应为—B—。 A. n B. m C. m-n D. -m 11.死锁定理是用于处理死锁的哪一种方法—C—。 A.预防死锁 B.避免死锁 C.检测死锁 D.解除死锁 12. AND信号量集机制是为了—C—。 A. 信号量的集中使用 B. 解决结果的不可再现性问题 C. 防止系统的不安全性 D. 实现进程的相互制约 13.临界区是指—A—。 13. 对于生产者—消费者问题，假设缓冲区是无界的，试用信号灯与PV操作给出解法。答：由于是无界缓冲区，所以生产者不会因得不到缓冲区而被阻塞，不需要对空缓冲区进行管理，可以去掉在有界缓冲区中用来管理空缓冲区的信号量及其PV操作。 semaphore mutex_in=1; semaphore mutex_out=1; semaphore empty=0; int in=0，out=0; 生产者活动： while(1){ produce next product; P(mutex_in); add the product to buffer[in]; in++; v(mutex_in); V(empty); } 消费者活动： while(1){ P(empty); P(mutex_out); take the product from buffer[out]; out++; V(mutex_out); } 14. 设有一个可以装A、B两种物品的仓库，其容量无限大，但要求仓库中A、B两种物品的数量满足下述不等式: -M≤A物品数量－B物品数量≤N 其中M和N为正整数。试用信号灯和PV操作描述A、B两种物品的入库过程。 答：已知条件 -M≤A物品数量－B物品数量≤N 可以拆成两个不等式，即 A物品数量－B物品数量≤N， B物品数量－A物品数量≤M。 这两个不等式的含义是：仓库中A物品可以比B物品多，但不能超过N个；Ｂ物品可以比A 物品多，但不能超过M个。 semaphore a=n; semaphore b=m; void main(){ createprocess(A,…); createprocess(B,…); } A物品入库：void A(){ while(1){ P(a); A物品入库; V(b); } }B物品入库：void B(){ while(1){ P(b); B物品入库; V(a); } } 15. 试用信号灯与PV操作实现司机与售票员之间的同步问题。设公共汽车上有一个司机和一个售票员，其活动如下图 所示。 操作系统 论文 学号：2135123 姓名：张冰 专业：物联网工程 东北大学秦皇岛分校 操作系统中的死锁问题 摘要：进程死锁问题是操作系统的主要问题之一，很多学者专家一直在研究怎样解决这个问题。本文针对操作系统中经常出现的死锁问题进行了讨论，阐述了死锁出现的原因、必要条件，以及死锁的处理方法，最后谈论了一个避免死锁的经典算法——银行家算法。 关键词：死锁；死锁的原因；死锁的必要条件；银行家算法 一、死锁的概述 死锁是进程死锁的简称，是由Dijkstra于1965年研究银行家算法时首先提出的。所谓死锁，是指多个进程因为竞争资源而造成的一种僵局。死锁其实在信号量时已经提到过，当一个进程想要申请资源A，拥有资源B，而另一个进程想申请资源B，但是拥有资源A，那么就会产生死锁。信号量本身就是个资源，有一定数量。资源分为很多很多，如内存空间，CPU周期，I/O设备等，每个资源有一定数量的资源实例。资源和信号量一样，有等待队列，当一个进程想要申请资源，但需要其他进程释放此资源，则进入该资源的等待队列。 二、死锁的原因 （一）并发进程对临界资源的竞争。在进程并发环境下，进程需要独占某个系统资源，而这些资源又被进程所共享，因此，必然引起进程之间对资源的竞争。 （二）并发进程推进顺序不当。以哲学家进餐问题为例，有5个哲学家同时围坐在圆桌上进餐，每个哲学家右手边放一把叉子，完成就餐需要用两把叉子。如果5个哲学家同时去拿叉子，则每个哲学家只能拿到一把，然而所有哲学家都在等待另一把得不到的叉子，因此无法完成就餐。这就发生了死锁现象。 三、死锁的必要条件 1.互斥。即资源不能被多个进程所占有。这点其实除了只读文件，其他基本都满足。 2.占有并等待：A进程占有一些资源，还需要的一些资源被其他进程占有，所以处在等待状态。 3.非抢占：资源不能被中途抢占。 4.循环等待：｛P0，P1,P2....｝进程队列，P0等待P1占用的资源，类似。只要4个条件满足，则说明必定死锁。 四、死锁的处理 死锁现象会导致计算机系统无法正常运行，我们必须对死锁进行处理以排除死锁带来的不便。处理死锁归结起来有四种方法： 操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法习题答案 1. 有三个批处理作业，第一个作业 10:00 到达，需要执行 2 小时；第二个作业在 10:10 到达，需要执行 1 小时；第三个作业在 10:25 到达，需要执行 25 分钟。分别采用先来先服务，短作业优先和最高响应比优先三种调度算法，各自的平均周转时间是多少？ 解： 先来先服务： （结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间） 按到达先后，执行顺序：1->2->3 作业到达 时间 结束 时间 等待 时间 执行 时间 周转 时间 平均周 转时间 1 10:00 12:00 0m 120m 120m 156．7m 2 10:10 13:00 110m 60m 170m 3 10:25 13:25 155m 25m 180m 短作业优先： 1)初始只有作业1，所以先执行作业1，结束时 间是12:00，此时有作业2和3； 2)作业3需要时间短，所以先执行； 3)最后执行作业2 作业到达 时间 结束 时间 等待 时间 执行 时间 周转 时间 平均周 转时间 1 10:00 12:00 0m 120m 120m 145m 3 10:25 12:25 95m 25m 120m 2 10:10 13:25 135m 60m 195m 最高响应比优先： 高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间，综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 1)10:00只有作业1到达，所以先执行作业1； 2)12:00时有作业2和3， 作业2：等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8； 作业3：等待时间=12:00-10:25=95m，响应比=1+95/25=4.8； 所以先执行作业3 3)执行作业2 作业到达 时间 结束 时间 等待 时间 执行 时间 周转 时间 平均周 转时间 1 10:00 12:00 0m 120m 120m 四、死锁题型 死锁题型一般以交通题目（如过河问题）为代表。 在讲解生产者---消费者题型时，曾讲过死锁与PV操作的关系，再重复一遍： 在一些PV操作习题里，尤其是生产者---消费者题型，要求给出“无死锁”的解法。PV操作和死锁有什么关系？我们又怎样在PV操作习题中找到死锁的可能呢？ 我们在课程第一轮，学习过死锁的四个必要条件： ●资源独占（一个资源不能同时分配给两个以上进程） ●资源非抢占式 ●资源保持申请（申请新资源时不释放老资源） ●循环等待（参与死锁的进程互相等待彼此的资源）。 指出：只有上述四个必要条件同时存在，系统才有可能发生死锁。 我们还学习过死锁的预防（资源预先分配、有序分配）、死锁的避免（进程安全序列、银行家算法），这些策略都是针对死锁的四个必要条件，打破或避免其中一个必要条件而进行的。 我们还指出，多道程序环境下死锁是小概率事件，而用专门的算法（比如银行家算法）解决死锁问题开销太大，在实际的操作系统中一般不含有专门的“死锁处理”模块，死锁的解决由各个并发程序自行负责。这就引出了死锁和PV操作的关系。 PV操作是操作系统内核及并发应用程序常用的，本着死锁的分散处理原则，我们在PV操作习题中应该考虑死锁的处理。 PV操作习题中考虑死锁的处理，其理论依据仍是死锁的四个必要条件，但前三个必要条件一般是题目隐含的且不可避免和打破的，所以我们一般只需考虑第四个必要条件“循环等待”，我们要考虑题目中是否存在循环等待资源的进程 并设法避开或打破它。常用的是资源的有序分配方法（给资源编号，按从大到小或从小到大的次序申请）。 一座小桥(最多只能承重两个人)横跨南北两岸，任意时刻同一方向只允许一人过桥，南侧桥段和北侧桥段较窄只能通过一人，桥中央一处宽敞，允许两个人通过或歇息。试用信号灯和PV操作写出南、北两侧过桥的同步算法。 解：把南北两岸换成左右两岸,桥可分成以下区： 2 1 3 4 按题意：左岸过河者同时只能有一个（互斥），过河顺序为1，2，4。右岸过河者同时只能有一个（互斥），过河顺序为4，3，1。 每个区也都是互斥的，过河者走到下一个区时要使上一个区可用。 semaphore s1=1, s2=1; //左右岸过河者的互斥 semaphore a1=1, a2=1, a3=1, a4=1; //四个区的互斥 Oracle常见死锁发生的原因以及解决方法 Oracle常见死锁发生的原因以及解决办法 一，删除和更新之间引起的死锁 造成死锁的原因就是多个线程或进程对同一个资源的争抢或相互依赖。这里列举一个对同一个资源的争抢造成死锁的实例。 Oracle 10g, PL/SQL version 9.2 CREATE TABLE testLock( ID NUMBER, test VARCHAR(100) ) COMMIT INSERT INTO testLock VALUES(1,'test1'); INSERT INTO testLock VALUES(2,'test2'); COMMIT; SELECT * FROM testLock 1. ID TEST 2.---------- ---------------------------------- 3. 1 test1 4. 2 test2 死锁现象的重现： 1)在sql 窗口执行：SELECT * FROM testLock FOR UPDATE; -- 加行级锁并对内容进行修改， 不要提交 2)另开一个command窗口，执行：delete from testLock WHERE ID=1; 此时发生死锁（注意此时要另开一个窗口，不然会提示：POST THE CHANGE RECORD TO THE DATABASE. 点yes 后强制commit）： 3)死锁查看： 1.SQL> select https://www.doczj.com/doc/f8373405.html,ername,l.object_id, l.session_id,s.serial#, s.lockwait,s.status,s.machine, s.program from v$session s,v$locked_object l where s.sid = l.session_id; USER NAME SESSION_ID SERIAL# LOCKWAIT STATUS MACHINE PROGRAM 2.---------- ---------- ---------- -------- -------- ---------------------- ------------ 3.SYS 146 104 INACTIVE WORKGROUP\J-THINK PLSQLDev.exe 4.SYS 144 145 20834474 ACTIVE WORKGROUP\J-THINK PLSQLDev. exe 字段说明： Username：死锁语句所用的数据库用户； SID: session identifier，session 标示符，session 是通信双方从开始通信到通信结束期间的一个上下文。 SERIAL#: sid 会重用，但是同一个sid被重用时，serial#会增加，不会重复。 Lockwait：可以通过这个字段查询出当前正在等待的锁的相关信息。 Status：用来判断session状态。Active：正执行SQL语句。Inactive：等待操作。Killed：被标注为删除。 Machine：死锁语句所在的机器。 Program：产生死锁的语句主要来自哪个应用程序。 4)查看引起死锁的语句：计算机操作系统练习题及答案
操作系统同步例题
操作系统论文死锁问题
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死锁题型
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