公开课--死锁的避免

预防死锁的四种方法
在程序设计中，死锁是一种常见的问题，它会导致程序无法正常运行，影响系统的效率和安全性。

因此，我们需要采取一些方法来预防
死锁的发生。

下面介绍四种预防死锁的方法。

1. 避免使用多个锁
如果我们在程序中使用了多个锁，就会增加死锁的可能性。

因此，我
们可以采用一些技巧来避免使用多个锁。

比如，我们可以采用粗粒度锁，将多个细粒度锁合并成一个大锁，这样可以减少死锁的可能性。

2. 按照规定的顺序申请锁
为了避免死锁，我们可以规定一个申请锁的顺序，在申请锁的时候按
照规定的顺序进行申请。

比如，如果有两个线程需要访问两个资源A、B，我们可以规定线程1先申请资源A，再申请资源B，线程2先申请
资源B，再申请资源A。

3. 设置超时时间
当一个进程在申请锁的时候，如果一直没有得到锁，就会一直等待，
这时候就会增加死锁的可能性。

为了避免这种情况的发生，我们可以
设置一个超时时间，在规定的时间内如果没有得到锁就主动放弃等待，重新进行尝试。

4. 统一管理锁资源
将锁资源的管理进行统一管理，可以更好地避免死锁。

比如，我们可以通过一个锁服务来统一管理所有的锁资源，同时，对于不同的锁资源可以设置不同的优先级，这样就可以更好地避免死锁的发生。

综上所述，针对死锁的问题，我们需要在程序设计中采取一些措施来进行预防。

以此，我们可以保证系统的效率和安全性，更好地应对复杂的应用场景。

操作系统实验报告-死锁的避免操作系统实验（二）死锁的避免1.实验内容使用C++实现模拟随机算法和银行家算法2.实验目的（1）了解死锁的产生原因（随机算法）（2）理解死锁的解决办法（银行家算法）3.实验题目使用随机算法和银行家算法设计程序4.程序流程图主要过程流程图银行家算法流程图安全性算法流程图5.程序代码和运行结果#include <stdio.h>#include<stdlib.h> typedef struct{int A;int B;int C;}RES;#define false 0#define true 1//系统中所有进程数量#define PNUMBER 3//最大需求矩阵RES Max[PNUMBER];//已分配资源数矩阵RES Allocation[PNUMBER];//需求矩阵RES Need[PNUMBER];//可用资源向量RES Available={0,0,0};//安全序列int safe[PNUMBER];void setConfig(){int i=0,j=0;printf("================开始手动配置资源==================\n");//可分配资源printf("输入可分配资源\n");scanf("%d%d%d",&Available.A,&Available.B,&Available.C);//最大需求矩阵MAXprintf("输入最大需求矩阵%dx%d\n",PNUMBER,PNUMBER );for (i=0;i<PNUMBER;i++){scanf("%d%d%d",&Max[i].A,&Max[i].B,&Max[i].C);}//已分配矩阵Allocprintf("输入已分配矩阵%dx%d\n",PNUMBER,PNUMBER);for (i=0;i<PNUMBER;i++){scanf("%d%d%d",&Allocation[i].A,&Allocation[i].B,&Allocation[i].C);}//需求矩阵printf("输入需求矩阵%dx%d\n",PNUMBER,PNUMBER);for (i=0;i<PNUMBER;i++){scanf("%d%d%d",&Need[i].A,&Need[i].B,&Need[i].C);}printf("================结束配置资源==================\n");}void loadConfig(){FILE *fp1;if ((fp1=fopen("config.txt","r"))==NULL){printf("没有发现配置文件,请手动输入\n");setConfig();}else{int i=0;printf("发现配置文件,开始导入..\n");//可分配资源fscanf(fp1,"%d%d%d",&Available.A,&Available.B,&Available.C);//最大需求矩阵MAXfor (i=0;i<PNUMBER;i++){fscanf(fp1,"%d%d%d",&Max[i].A,&Max[i].B,&Max[i].C);}//已分配矩阵Allocfor (i=0;i<PNUMBER;i++){fscanf(fp1,"%d%d%d",&Allocation[i].A,&Allocation[i].B,&Allocation[i].C);}//需求矩阵for (i=0;i<PNUMBER;i++){fscanf(fp1,"%d%d%d",&Need[i].A,&Need[i].B,&Need[i].C);}}}//试探分配void ProbeAlloc(int process,RES *res){Available.A -= res->A;Available.B -= res->B;Available.C -= res->C;Allocation[process].A += res->A;Allocation[process].B += res->B;Allocation[process].C += res->C;Need[process].A -= res->A;Need[process].B -= res->B;Need[process].C -= res->C;}//若试探分配后进入不安全状态，将分配回滚void RollBack(int process,RES *res){Available.A += res->A;Available.B += res->B;Available.C += res->C;Allocation[process].A -= res->A;Allocation[process].B -= res->B;Allocation[process].C -= res->C;Need[process].A += res->A;Need[process].B += res->B;Need[process].C += res->C;}//安全性检查bool SafeCheck(){RES Work;Work.A = Available.A;Work.B = Available.B;Work.C = Available.C;bool Finish[PNUMBER] = {false,false,false};int i;int j = 0;for (i = 0; i < PNUMBER; i++){//是否已检查过if(Finish[i] == false){//是否有足够的资源分配给该进程if(Need[i].A <= Work.A && Need[i].B <= Work.B && Need[i].C <= Work.C){//有则使其执行完成，并将已分配给该进程的资源全部回收Work.A += Allocation[i].A;Work.B += Allocation[i].B;Work.C += Allocation[i].C;Finish[i] = true;safe[j++] = i;i = -1; //重新进行遍历}}}//如果所有进程的Finish向量都为true则处于安全状态，否则为不安全状态for (i = 0; i < PNUMBER; i++){if (Finish[i] == false){return false;}}return true;}//资源分配请求bool request(int process,RES *res){//request向量需小于Need矩阵中对应的向量if(res->A <= Need[process].A && res->B <= Need[process].B && res->C <=Need[process].C){//request向量需小于Available向量if(res->A <= Available.A && res->B <= Available.B && res->C <= Available.C){//试探分配ProbeAlloc(process,res);//如果安全检查成立，则请求成功，否则将分配回滚并返回失败if(SafeCheck()){return true;}else{printf("安全性检查失败。

第6章 进程间的制约关系181图6-17 用顺序编号破坏“循环等待条件”6.3.3 死锁的避免死锁的避免是指虽然系统中存在产生死锁的条件，但小心对待进程提出的每一个资源请求。

在接到一个资源请求时，不是立即进行分配，而是根据当时资源的使用情况，按照一定的算法去模拟分配，探测出模拟分配的结果。

只有在探测结果表明绝对不会出现死锁时，才真正接受这次资源请求。

通常，进行模拟分配的探测算法称为“银行家算法”。

在这个算法中，要用到“安全状态”和“不安全状态”两个概念。

如果能在有限的时间内，能保证所有进程得到自己需要的全部资源，那么称系统处于“安全状态”；否则称系统处于“不安全状态”。

很明显，在系统处于安全状态时，绝对不会发生死锁；在系统处于不安全状态时，系统有可能发生死锁。

为了实行银行家算法，对系统中的每个进程提出如下要求。

（1）必须预先说明自己对资源的最大需求量。

（2）只能一次一个地申请所需要的资源。

（3）如果已经获得了资源的最大需求量，那么应该在有限的时间内使用完毕，并归还给系统。

为了实行银行家算法，系统的承诺如下。

（1）如果一个进程对资源的最大需求量没有超过该资源的总量，则必须接纳这个进程，不得拒绝它。

（2）在接到一个进程对资源的请求时，有权根据当前资源的使用情况暂时加以拒绝（即阻塞该进程），但保证在有限的时间内让它得到所需要的资源。

银行家算法有单种资源和多种资源之分。

“单种资源”的银行家算法，只针对一种资源的情况；“多种资源”的银行家算法，针对多种资源的情况。

下面分别进行介绍。

单种资源银行家算法的基本思想如图6-18所示。

单种资源银行家算法的执行步骤如下所述。

（1）在安全状态下，系统接到一个进程的资源请求后，先假定接受这一请求，把需要的资源分配给这个进程。

（2）在这一假设下，检查每一个进程对资源的还需要数，看能否找到一个进程，其还需数量小于系统剩余资源数。

如果找不到，系统就有可能死锁，因为任何进程都无法运行结束。

预防死锁的三种方法在计算机科学中，死锁是指两个或多个进程无限期地等待对方持有的资源，从而导致程序无法继续执行的情况。

为了有效预防死锁的发生，我们可以采取以下三种方法：1. 银行家算法。

银行家算法是一种死锁避免的方法，它通过动态地分配资源，以避免进程进入不安全状态，从而避免死锁的发生。

在银行家算法中，系统会维护一个资源分配表和一个进程的最大需求表，通过比较系统当前的资源分配情况和进程的最大需求来判断是否可以分配资源，从而避免死锁的发生。

2. 死锁检测与恢复。

死锁检测与恢复是一种死锁解决的方法，它通过周期性地检测系统中是否存在死锁，并在检测到死锁时采取相应的措施来解除死锁。

常见的死锁检测与恢复方法包括资源分配图算法和银行家算法。

通过这些方法，系统可以及时地检测到死锁的发生，并采取相应的措施来解除死锁，从而保证系统的正常运行。

3. 资源分配策略优化。

资源分配策略的优化是预防死锁的另一种重要方法。

通过合理地设计资源分配策略，可以最大程度地减少死锁的发生。

例如，可以采用资源有序分配的策略，通过规定资源的申请顺序，来避免进程因资源争夺而导致死锁的发生。

另外，还可以采用资源动态分配的策略，通过动态地分配资源，来避免资源的过度占用，从而减少死锁的发生。

综上所述，通过银行家算法、死锁检测与恢复以及资源分配策略优化这三种方法，我们可以有效地预防死锁的发生，保证系统的正常运行。

在实际应用中，我们可以根据具体的情况选择合适的方法，以最大程度地减少死锁的发生，保证系统的稳定性和可靠性。

希望本文所介绍的方法能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。

操作系统实验（二）死锁的避免1.实验内容使用C++实现模拟随机算法和银行家算法2.实验目的（1）了解死锁的产生原因（随机算法）（2）理解死锁的解决办法（银行家算法）3.实验题目使用随机算法和银行家算法设计程序4.程序流程图主要过程流程图银行家算法流程图安全性算法流程图5.程序代码和运行结果#include <>#include<>typedef struct{int A;int B;int C;}RES;#define false 0#define true 1,&Max[i].B,&Max[i].C);},&Allocation[i].B,&Allocation[i].C);},&Need[i].B,&Need[i].C);}printf("================结束配置资源==================\n"); }void loadConfig(){FILE *fp1;if ((fp1=fopen("","r"))==NULL){printf("没有发现配置文件,请手动输入!!!\n");setConfig();}else{int i=0;printf("发现配置文件,开始导入..\n");,&Max[i].B,&Max[i].C);},&Allocation[i].B,&Allocation[i].C);},&Need[i].B,&Need[i].C);}}}+= res->A;Allocation[process].B += res->B;Allocation[process].C += res->C;Need[process].A -= res->A;Need[process].B -= res->B;Need[process].C -= res->C;}-= res->A;Allocation[process].B -= res->B;Allocation[process].C -= res->C;Need[process].A += res->A;Need[process].B += res->B;Need[process].C += res->C;}<= && Need[i].B <= && Need[i].C <={;+= Allocation[i].B;+= Allocation[i].C;Finish[i] = true;safe[j++] = i;i = -1; && res->B <= Need[process].B && res->C <= Need[process].C){.\n");RollBack(process,res);}}else{printf("安全性检查失败。

避免死锁的方法是
以下是几种避免死锁的方法：
1. 避免循环等待：确保所有的资源请求都是按照固定的顺序进行，并尽量避免多个资源的循环依赖。

2. 资源有序分配：给每个资源定义一个编号，并且确保所有的进程只按照递增的顺序申请资源，释放资源则按照递减的顺序进行，这样可以避免资源争夺过程中的死锁。

3. 资源剥夺：当一个进程申请资源时，如果无法满足其需求，可以撤销该进程已经获得的资源，以满足其他进程的需求。

4. 资源预先分配：在系统运行之前，预先分配资源给每个进程，避免在运行过程中动态申请资源，从而减少死锁的可能性。

5. 资源激励：通过引入资源激励机制，鼓励进程主动释放已经获得的资源，以便其他进程能够更快地获得资源，从而降低死锁的概率。

6. 死锁检测与恢复：定期检测系统中是否存在死锁情况，一旦检测到死锁，采取相应的恢复措施，如撤销进程或者回滚操作。

7. 死锁避免：根据进程对资源的申请情况和系统资源的可用情况，动态地预测和避免可能发生的死锁情况。

以上方法可以有效地避免死锁的发生，但每种方法都有其适用条件和局限性，需要根据具体的场景和需求选择合适的方法来预防和处理死锁问题。