死锁实验报告

实验四死锁一、实验目的1、了解死锁与饥饿产生的条件2、了解死锁的解决办法3、掌握利用银行家算法进行死锁避免二、相关知识1、进程并发执行的概念2、资源分配拒绝（银行家算法）（1）银行家算法中的数据结构假定系统中有n个进程(P1,P2,…,Pn)，m类资源(R1,R2,…Rm)，银行家算法中所使用的数据结构如下：可利用资源向量Available。

它是一个含有m个元素的数组，其中每个元素代表一类可利用资源的数目。

若Available(j)=k，表示系统中现有空闲的Rj类资源k个。

最大需求矩阵Max。

n*m矩阵，表示n个进程的每一个对m类资源的最大需求。

如果Max[i,j]=k，表示进程Pi需要Rj类资源的最大数量为k。

分配矩阵Allocation。

n*m矩阵，表示每个进程分配的资源数。

如果Allocation[i,j]=k，表示进程Pi当前已分配到的Rj类资源的数目为k。

需求矩阵Need。

n*m矩阵，表示每个进程还需要各类资源数。

如果Need[i,j]=k 表示进程Pi还需要Rj类资源k个。

Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]。

设Requesti是进程Pi的请求向量，Requesti[j]=k表示进程Pi 请求分配Rj类资源k个。

进程Pi提出资源申请时，系统执行下列步骤：(1) 若Requesti[j] ≤Need[i, j]，转(2)；否则错误返回，因为进程所需要的资源数目已超过它宣布的最大值。

(2) 若Requesti[j] ≤Available[j]，转(3)；否则表示系统中尚无足够的资源满足进程Pi的申请，进程Pi必须等待。

(3) 假设系统分配了资源，则有：Available[j]:=Available[j]- Requesti[j];Allocation[i,j]:= Allocation[i,j] + Requesti[j];Need[i,j] := Need[i,j] – Requesti[j](4) 执行安全性算法，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。

死锁实验报告死锁实验报告引言：在计算机科学领域，死锁是一种常见的问题，它指的是多个进程或线程因争夺资源而陷入无限等待的状态。

为了深入了解死锁的原因和解决方法，我们进行了一项死锁实验。

本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和讨论。

实验目的：本次实验的目的是通过模拟多个进程之间的资源竞争，观察死锁的发生情况，并分析其原因。

通过实验，我们希望能够更好地理解死锁的概念和特性，并探索解决死锁问题的方法。

实验方法：为了模拟死锁的发生，我们设计了一个简单的场景。

假设有两个进程A和B，它们分别需要两个资源X和Y来完成任务。

进程A首先请求资源X，然后请求资源Y；而进程B则相反，首先请求资源Y，然后请求资源X。

这样，当两个进程同时运行时，它们会互相等待对方释放资源，从而导致死锁的发生。

实验结果：在实验过程中，我们使用了一个模拟器来模拟进程的执行和资源的分配情况。

经过多次运行实验，我们观察到死锁的发生。

当进程A和进程B同时运行时，它们会互相等待对方释放资源，最终导致两个进程都无法继续执行下去，形成死锁状态。

讨论：通过对实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论和讨论。

1. 死锁的原因：死锁的发生是因为两个进程互相等待对方释放资源，形成了一个循环等待的情况。

这种情况下，无论是进程A还是进程B都无法继续执行下去，导致了死锁的发生。

2. 死锁的必要条件：根据实验结果和理论知识，我们知道死锁发生的必要条件包括互斥、占有和等待。

在实验中，资源X和资源Y的互斥性导致了互斥条件的满足；进程A和进程B分别占有资源X和资源Y，满足了占有条件；而它们互相等待对方释放资源，满足了等待条件。

因此，死锁的必要条件在实验中得到了满足。

3. 解决死锁的方法：针对死锁问题，我们可以采取多种方法来解决。

例如，我们可以引入资源的预分配和剥夺机制，以避免进程无限等待资源。

另外，我们还可以采用资源的有序分配策略，通过对资源的合理排序来避免死锁的发生。

此外，还可以使用死锁检测和死锁恢复算法来及时发现和解决死锁问题。

实验三死锁一、实验内容模拟实现资源分配。

二、实验目的多个进程动态地共享系统的资源可能会产生死锁现象。

死锁的产生，必须同时满足四个条件，第一个是互斥条件，即一个资源每次只能由一个进程占用；第二个为等待条件，即一个进程请求资源不能满足时，它必须等待，但它仍继续保持已得到的所有其它资源；第三个是非出让条件，任何一个进程不能抢占另一个进程已经获得且未释放的资源；第四个为循环等待条件，系统中存在若干个循环等待的进程，即其中每一个进程分别等待它前一个进程所持有的资源。

防止死锁的机构只须确保上述四个条件之一不出现，则系统就不会发生死锁。

在实验中假定系统中任一资源在每一时刻只能则由一个进程使用，任何进程不能抢占它进程正在使用的资源，当进程得不到资源时必须等待。

因此只要资源分配策略能保证进程不出现循环等待，则系统就不会发生死锁。

本实验要求学生编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并采用适当的算法，有效地防止和避免死锁的发生。

三、实验题目本实验中共有两个实验题。

第一题：用银行家算法实现资源分配。

要求：(1) 设计一个3个并发进程共享10个同类资源的系统，进程可动态地申请资源和释放资源，系统按各进程的申请动态地分配资源。

(2) 设计用银行家算法和随机分配算法，实现资源分配的两个资源分配程序，应具有显示或打印各进程依次要求申请的资源数以及依次分配资源的情况。

(3) 确定一组各进程依次申请资源数的序列，在相同的情况下分别运行上述两种资源分配程序，观察运行结果。

[提示]：(1) 银行家算法，顾名思义是来源于银行的借贷业务，一定数量的本金要应付多个客户的借贷周转，为了防止银行因资金无法周转而倒闭，对每一笔贷款，必须考察其是否能限期归还。

在操作系统中研究资源分配策略时也有类似的问题，系统中有限的资源要供多个进程使用，必须保证得到资源的进程能在有限的时间内归还资源，以供它进程使用资源。

如果资源分配不得当就会发生进程循环等待资源，各进程都无法继续执行下去的死锁现象。

操作系统实验报告——死锁的检测与解除计科101班张昊翔1007300204一．实验目的掌握操作系统的进程管理与资源分配原理，掌握对操作系统安全性检验和死锁的解除的原理和方法。

二.实验原理死锁（Deadlocking）是在多用户或多进程状况下，为使用同一资源而产生的无法解决的争用状态，通俗地讲，就是两个用户各占用一个资源，两人都想使用对方的资源，但同时又不愿放弃自己的资源，就一直等待对方放弃资源，如果不进行外部干涉，就将一直耗下去。

死锁会造成资源的大量浪费，甚至会使系统崩溃。

在SQL Server 中解决死锁的原则是“牺牲一个比两个都死强”，即挑出一个进程作为牺牲者，将其事务回滚，并向执行此进程的程序发送编号为1205 的错误信息。

而防止死锁的途径就是不能让满足死锁条件的情况发生，为此，用户需要遵循以下原则：尽量避免并发地执行涉及到修改数据的语句；要求每个事务一次就将所有要使用的数据全部加锁，否则就不予执行；预先规定一个封锁顺序所有的事务，都必须按这个顺序对数据执行封锁，例如，不同的过程在事务内部对对象的更新执行顺序应尽量保持一致；每个事务的执行时间不可太长，对程序段长的事务可考虑将其分割为几个事务三．设计思路1.输入系统进程数量n和资源类型数量m。

2.输入每类资源的数量。

3.输入每个进程每类资源的最大需求量和已获资源量。

4.检验系统的安全系。

5.若检测结果为系统不安全，可以对死锁进行解除，直到安全为止，再检测。

6．重复5操作，直到所有进程运行完毕。

四．主要功能模块int Max[100][100]={0}; //各进程所需各类资源的最大需求;int Available[100]={0}; //系统可用资源;char Name[100]={0}; //资源的名称;int Allocation[100][100]={0}; //系统已分配资源;int Need[100][100]={0}; //还需要资源int Request[100]={0}; //请求资源向量;int Temp[100]={0}; //存放安全序列;int Work[100]={0}; //存放系统可提供资源;bool Finish[100]={0};//存放已完成的序列五．程序流程图通六．源代码// Deadlock.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

进程死锁实验报告了解进程死锁的发生原因，学习死锁的检测与解除算法，掌握避免死锁的方法。

实验原理：1. 进程死锁的定义：当两个或多个进程由于竞争系统资源而陷入无限等待的状态时，称为进程死锁。

进程死锁是指在多道程序环境下，若干个进程因为互相竞争系统资源（如打印机、磁带机等）而陷入无限等待的状态。

2. 进程死锁的必要条件：a. 互斥条件：每个资源要么已经分配给了一个进程，要么就是可用的；b. 占有且等待：已经得到了一部分资源的进程可以再请求新的资源；c. 不可抢占：已经分配给一个进程的资源不能强制性地被抢占，只能由占有它的进程显示地释放；d. 循环等待：若干进程之间形成一种头尾相连的循环等待资源的关系。

3. 进程死锁的检测与解除算法：a. 死锁的检测：常用的算法有资源分配图算法和银行家算法。

资源分配图算法将整个系统抽象成一个有向图，利用图的环路检测算法来判断是否有环路存在，若有，则表示系统发生死锁；银行家算法用于系统对进程请求资源的安全性进行检查，防止发生死锁。

b. 死锁的解除：常用的算法有剥夺算法和撤销算法。

剥夺算法将部分资源剥夺掉，以满足其他进程的需求，从而解除死锁；撤销算法将某些进程回滚到某个安全状态，丢弃它们已经分配到的资源，从而解除死锁。

实验过程：1. 实验环境：使用Java编程语言进行模拟实验。

2. 实验步骤：a. 创建3个进程和4个资源，并初始化资源的可用数量。

b. 在每个进程中，模拟进程对资源的请求和释放动作。

c. 模拟死锁的情景，使得进程陷入死锁状态。

d. 根据资源分配图算法进行死锁检测。

e. 根据剥夺算法或撤销算法进行死锁的解除。

f. 重复进行b~e步骤，直到所有进程执行完毕，死锁状态解除。

实验结果：经过多次运行实验，可以观察到进程死锁的发生情况以及死锁的解除过程。

根据资源分配图算法，可以准确地检测出死锁的发生，并根据剥夺算法或撤销算法进行死锁的解除。

通过实验，验证了进程死锁的必要条件，并理解了死锁的检测与解除算法。

实验四 死锁一. 死锁的避免（一）实验目的当系统的总资源数m 小于或等于所有进程对资源的最大需求n S n i i −∑=1时，就可能产生死锁。

死锁会引起计算机系统的瘫痪。

银行家算法是在实现资源分配时避免死锁的一个著名算法，该算法是在能确保系统处于安全状态时才把资源分配给申请者。

通过本实验使学生能进一步理解死锁的概念，并能选择一个算法来避免死锁。

（二）实验题目系统中有m 个同类资源被n 个进程共享，每个进程对资源的最大需求数分别为S 1, S 2,…,S n ，且Max(S i )<=m, (i=1,2,…n)。

进程可以动态地申请资源和释放资源。

编写一个程序，实现银行家算法，当系统将资源分配给某一进程而不会死锁时，就分配之。

否则，推迟分配，并显示适当的信息。

（三）数据结构和操作说明参照教材上有关银行家算法的资源分配表，设计适当的数据结构。

进程要分配的资源数可由随机数决定或命令行输入，但要注意数据的有效范围。

（四）实验报告要求画出实现银行家算法的程序框图，说明数据结构。

在每当进程要分配资源时以及释放资源后，打印输出资源分配或释放后的分配情况表，如可能产生死锁，显示适当信息；如不会产生死锁，更新系统的资源分配状态表。

二． 死锁的检测（一）实验目的采用银行家算法来预防死锁是可靠的，但也是非常保守的，因为它限制了进程对资源的存取，从而降低了进程的并发运行程度。

死锁检测并不限制进程对资源的申请，只要有，就分配，但这也可能造成死锁。

但由于死锁并不是经常发生的，故大大提高了系统运行的效率。

通过本实验，可使学生进一步加深理解和掌握死锁的检测算法。

（二）实验题目分别使用检测“进程—资源循环等待链”的方法和Coffman 的算法来检测进程的死锁状态。

对于相同的进程资源分配、占用次序，比较两个算法的结果。

（三）数据结构Coffman 的死锁检测算法的数据结构参考书本4.7节图4-13的资源占用矩阵、进程等待资源矩阵Q 、资源总数向量和可用资源向量W 。

死锁实验报告
摘要：
本实验旨在通过模拟死锁现象，了解死锁的形成原因、必要条件以及常见的预防和解决死锁的方法。

通过使用Java编程语言，实现了一个简单的死锁实验场景，并对死锁的产生和解决过程进行了探究。

引言：
死锁是多线程编程中一个常见的问题，也是一种非常棘手的并发bug。

在多线程环境下，当两个或多个线程相互等待对方释放资源时，便可能会陷入死循环，无法继续执行下去。

本实验将通过一个典型的死锁场景，展示死锁的产生和解决过程，以便更好地理解和应对死锁问题。

一、实验背景
1.1 死锁的定义
死锁是指在多线程编程中，两个或多个线程相互等待对方释放资源，从而导致所有线程都无法继续执行的一种状态。

1.2 死锁产生的必要条件
死锁产生的必要条件包括：互斥条件、请求和保持条件、不可
剥夺条件和循环等待条件。

1.3 死锁的影响
死锁的产生会导致程序无法正常执行，造成资源浪费和系统崩
溃等问题，严重影响系统的稳定性和性能。

二、实验目的
本实验旨在通过实际代码实现死锁场景，探究死锁的产生原因，了解死锁的必要条件，并尝试不同的方法进行死锁的解决和预防。

三、实验环境
本实验使用Java编程语言，在Java开发环境下进行实验。

四、实验步骤
4.1 实验准备
在Java编程环境下，创建一个简单的多线程程序，模拟死锁场景。

在程序中创建两个线程，并为每个线程分别分配一个资源。

操作系统实验二报告一．实验名称：死锁的检测与解除二．实验目的：观察死锁产生的条件，并使用适当的算法，有效的防止和避免死锁的发生。

三．实验内容：死锁的检测算法：1．找出不再申请资源的进程，将它们所占的资源与系统中还剩余的资源加在一起作为“可分配的资源”，同时对这些进程置标志；2．检测所有无标志的进程，找出一个所需资源量不超过“可分配的资源”量的进程，将其所占用的资源添加到“可分配的资源”中，同时为该进程置标志；重复2）直到所有进程均有标志或无标志的进程的所需资源量均超过“可分配的资源”量；3．若进程均有标志，说明系统当前不存在死锁；若存在无标志的进程，则表示系统当前已有死锁形成，这些无标志的进程就是一组处于死锁状态的进程。

死锁的解除：当死锁检测程序检测到有死锁存在时，一般采用两种方式来解除死锁：1．终止进程：终止一个或多个涉及死锁的进程的执行，收回它们所占的资源再分配。

2．抢夺资源：从涉及死锁的一个或几个进程中抢夺资源，把夺来的资源再分配给卷入死锁的其他进程，直到死锁解除。

四．实验代码：#include <iostream>using namespace std;#define mp 50 //最大进程数#define mr 100 /最大资源数int keyong[mr]; //可用资源数组int MAX[mp][mr]; //最大需求矩阵int fenpei[mp][mr]; //分配矩阵int need[mp][mr]; //剩余需求矩阵bool FINISH[mp]; //系统是否有足够资源分配int p[mp]; //记录序列int Work[mr]; //工作数组int m,n; //m个进程,n个资源int l=0;void Init(); //初始化bool Safe();void jc();void main(){ Init();Safe();if(l!=m)jc();}void Init() //初始化算法{ int i,j;cout<<"请输入进程的数目:";cin>>m;cout<<"请输入资源的种类:";cin>>n;cout<<"请输入每个进程最多所需的各资源数,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)cin>>MAX[i][j];cout<<"请输入每个进程已分配的各资源数,也按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;for(i=0;i<m;i++){ for(j=0;j<n;j++){cin>>fenpei[i][j];need[i][j]=MAX[i][j]-fenpei[i][j];if(need[i][j]<0){ cout<<"您输入的第"<<i+1<<"个进程所拥有的第"<<j+1<<"个资源数错误,请重新输入:"<<endl; j--;continue; }}}cout<<"请输入各个资源现有的数目:"<<endl;for(i=0;i<n;i++){ cin>>keyong[i]; }cout<<"剩余需求矩阵:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++){ cout<<need[i][j]<<" ";if(j==n-1)cout<<endl;}cout<<"各资源现有数量:"<<endl;for(i=0;i<n;i++)cout<<keyong[i]<<" ";cout<<endl;}bool Safe() /*安全性算法*/{ int i,j,k;for(i=0;i<n;i++)Work[i]=keyong[i];for(i=0;i<m;i++){ FINISH[i]=false; //判断进程i是否已执行}for(i=0;i<m;i++){if(FINISH[i]==true){ continue;}else{ for(j=0;j<n;j++){ if(need[i][j]>Work[j]){ break;}}if(j==n){ FINISH[i]=true;for(k=0;k<n;k++){ Work[k]+=fenpei[i][k]; //进程i执行完后回收资源}p[l++]=i;i=-1;}else{continue;}}if(l==m){cout<<"系统是安全的"<<endl;cout<<"安全序列:"<<endl;for(i=0;i<l;i++){cout<<p[i];if(i!=l-1){cout<<"-->";}}cout<<""<<endl;return true;}}cout<<"会发生死锁,发生死锁的进程是:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)if(FINISH[i]==false)cout<<i<<" ";cout<<endl;return false;}void jc(){int i,j,k,q;i=0;while(i<m&&FINISH[i]==false) //寻找没执行的{for(j=0;j<n;j++){keyong[j]+=fenpei[i][j]; //回收fenpei[i][j]=0;}if(Safe())cout<<"死锁已解除"<<endl;elsei++;Safe();}}五．实验结果进程已拥有资源数总需求资源数1 （0.0.1.2）（0.0.1.2.）2 （2.0.0.0）（2.7.5.0）3 （0.0.3.4）（6.6.5.6）4 （2.3.5.4）（4.3.5.6）5 （0.3.3.2）（0.6.5.2）其中系统可用资源数为2 1 0 0给进程3 分配资源数0 1 0 0六．实验心得：加深理解了有关资源申请分配、检测以及避免死锁等概念，了解死锁和避免死锁的具体实施方法。

班级：学号：姓名：1、死锁避免算法的模拟实现一、实验目的通过本次实验,让同学们进一步了解死锁.对死锁有了认识以后，然后对系统安全和资源动态分配有了全新的的概念.学会编程实现银行家算法检验系统状态是否安全的方法.以便将来在实际中使用该方法打下基础。

二、实验环境Windows XP或者windows7环境下的VC++环境之下三、实验任务设系统中资源类集合为{A，B，C}，资源类A中含有十个资源实例，资源类B中含有五个资源实例，资源类C中含有七个资源实例，又设系统中进程集合为{p0,p1,……，p4}。

在t0时刻系统状态如下：Maximum Allocation Need AvailableA B C A B C A B C AB CP0 7 5 3 0 1 0 7 4 3 3 3 2P1 3 2 2 2 0 0 1 2 2P2 9 0 2 3 0 2 6 0 0P3 2 2 2 2 1 1 0 1 1P4 4 3 3 0 0 2 4 3 11)判断此时系统是否处于安全状态；2)模拟某进程发出一个资源申请，作出决策，是否给该进程分配资源（如不造成死锁则分配，否则拒绝分配）。

3)修改程序，从数据文件中读取上述信息，并且可以适应具有不同资源类个数的系统，即不用修改程序就可处理含不同资源类个数系统。

1.提示1）．安全状态介绍：说系统处于安全状态，如果系统中的所有进程能够按照某一种次序依次地进行完。

可形式化定义为：说系统处于安全状态，如果存在一个有系统中所有进程构成的安全进程序列<P1,P2,P3,……Pn>,一个进程序列是安全的，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。

2）．可采用避免死锁的银行家算法，为简化问题，现对该算法的思想及用到的数据结构描述如下：当一个新进程进入，它必须申明其资源需求最大量，即每个资源类各需多少资源实例。