20180108操作系统笔记--死锁的产生及解决方法
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死锁的原因及解决方法
死锁是多个进程或线程因争夺资源而导致的一种非正常的状态,其导致进程无法继续执行下去。
死锁的原因:
1. 互斥条件:进程同时只能持有一种资源,并且资源不能被共享。
2. 请求与保持条件:进程持有资源的同时继续请求其他资源。
3. 不可剥夺条件:进程已获得的资源在未使用完之前不能被其他进程强制剥夺。
4. 循环等待条件:多个进程形成一个循环等待对方持有的资源。
解决死锁的方法有以下几种:
1. 预防死锁:通过破坏死锁产生的四个条件之一来预防死锁,例如避免循环等待或限制进程资源请求。
2. 避免死锁:通过分析进程资源请求和使用情况的安全序列,避免发生死锁。
常用的算法有银行家算法。
3. 检测与恢复:通过检测系统中是否存在死锁来解决,一旦检测到死锁,可以通过抢占资源、回滚进程等措施进行恢复。
4. 忽略死锁:认为死锁不太可能发生,可以不进行处理。
以上解决方法各有利弊,具体要根据系统的需求和特点来选择合适的方法。
操作系统中的死锁问题死锁是指多个进程因争夺资源而导致相互等待的一种状态,从而使得它们都无法继续执行下去,造成系统无法前进的现象。
在操作系统中,死锁问题是一个十分重要的议题,因为它可能会严重影响计算机系统的性能和可靠性。
本文将会就操作系统中的死锁问题进行详细的介绍,并探讨一些常见的解决方法。
一、死锁的原因死锁问题的产生通常是由于多个进程之间相互竞争资源而导致的。
在操作系统中,资源包括硬件资源(如CPU、内存、IO设备)和软件资源(如文件、信号量、锁等)。
当进程之间争夺这些资源时,可能会出现死锁的情况。
通常死锁发生的原因有以下几种:1. 互斥:多个进程因为争夺独占资源而无法共享,导致相互等待。
2. 不可剥夺:进程已经获得了一部分资源并且正在使用,但是又需要另外一部分资源才能继续执行,而这些资源又被其他进程占用。
3. 请求与保持:进程已经占有了一些资源,并且在请求另外一些资源的过程中被阻塞,而同时又在等待那些资源被其他的进程释放。
4. 循环等待:多个进程之间形成一个循环,每个进程都在等待着下一个进程释放资源。
由于这些原因,当系统中的进程相互之间存在这种相互等待的情况时,就有可能导致死锁的发生。
二、死锁的特征在实际的计算机系统中,死锁通常是非常隐蔽的,因为它并不会导致系统崩溃或者明显的错误信息。
一旦发生死锁,系统的性能就会明显下降,甚至导致系统无法继续正常运行。
了解死锁的特征是非常重要的。
1. 互相等待:在死锁状态下,每个进程都在等待其他进程所持有的资源。
2. 空闲资源:虽然系统中有足够的资源,但由于它们被进程所独占而无法被其他进程使用,导致系统资源利用率下降。
3. 死锁的周期性:死锁可能会以一定的周期性出现,例如每隔一段时间系统就会出现死锁。
4. 死锁的持续性:一旦系统陷入死锁状态,如果不采取相应的措施,那么它就会一直持续下去,直到系统崩溃或者重启。
通过观察这些特征,我们可以及时发现死锁的存在,并采取相应的措施来解决它。
操作系统的死锁与恢复操作系统作为计算机系统的核心组成部分,负责管理和协调各种资源,为用户提供良好的使用环境。
然而,在多任务处理的情况下,可能会出现死锁的问题,即系统中的进程互相等待对方释放资源,导致系统无法继续运行。
本文将探讨操作系统中的死锁及其恢复方法。
一、死锁的定义与形成原因死锁指的是系统中的若干进程因为竞争资源而陷入僵持状态,无法继续执行,从而导致系统无法正常工作。
死锁发生的原因主要有以下几种情况:1. 互斥条件:进程对于所需的资源具有排他性,即一次只能由一个进程使用。
2. 请求与保持条件:进程在等待其他进程所持有的资源的同时,仍然保持已占有的资源。
3. 不可剥夺条件:系统不能将进程已占有的资源强行回收。
4. 环路等待条件:系统中存在进程之间的资源循环依赖。
二、死锁的演化过程与预防措施1. 演化过程:死锁的演化过程通常包括以下四个阶段:a) 请求阶段:进程向操作系统请求所需的资源。
b) 分配阶段:操作系统对资源进行分配。
c) 保持阶段:进程保持已分配到的资源。
d) 等待阶段:进程因等待其他进程所持有的资源而陷入等待状态。
2. 预防措施:为了避免死锁的发生,操作系统可以采取以下预防措施:a) 破坏互斥条件:允许多个进程共享某些资源,减少资源的排他性。
b) 破坏请求与保持条件:当进程请求资源时,可以先释放自己已占有的资源。
c) 破坏不可剥夺条件:允许操作系统在必要时回收进程已占有的资源。
d) 破坏环路等待条件:引入资源的有序分配策略,避免资源之间形成环路。
三、死锁的检测与解除1. 死锁检测:通过资源分配图等方法,可以检测系统中是否存在死锁状态。
如果存在死锁,可以采取相应的解除策略。
2. 死锁解除:常用的死锁解除方法包括资源剥夺和进程终止两种:a) 资源剥夺:操作系统可以强制回收一些资源,使死锁进程得到足够的资源从而继续执行。
b) 进程终止:选择一些进程进行终止,释放其占有的资源,从而破坏死锁的发生条件。
操作系统中的死锁问题与解决方法在计算机科学中,操作系统是计算机硬件与应用软件之间的关键层。
然而,操作系统的设计与实现中存在着一些挑战,其中之一就是死锁问题。
死锁是指两个或多个进程因争夺系统资源而被无限期地阻塞的状态。
本文将探讨操作系统中的死锁问题以及解决方法。
一、死锁问题的原因死锁问题通常发生在多任务环境中,其中任务之间相互竞争有限的系统资源,如内存、打印机或磁盘驱动器等。
它们之间的竞争可能导致以下四个必要条件的出现:1. 互斥条件:某个资源一次只能被一个进程占用。
2. 占有并等待条件:一个进程占有资源并请求其他进程占有的资源。
3. 不可抢占条件:一个资源不能被强制性地从一个进程中移除,只能由占有它的进程显示地释放。
4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相连的循环等待资源的关系。
当这四个条件同时满足时,就会发生死锁。
解决死锁问题的关键在于破坏其中一个或多个条件。
二、死锁的解决方法1. 预防死锁预防死锁的方法是在进程运行之前采取预防措施。
常用的预防死锁策略有以下几种:(1)破坏互斥条件:允许多个进程同时访问资源,例如,将独占资源改为共享资源。
(2)破坏占有并等待条件:要求进程获取所有所需资源后才能开始执行,避免在运行过程中请求其他资源。
(3)破坏不可抢占条件:强制性地从进程中移除资源,以满足其他进程的请求。
(4)破坏循环等待条件:通过对系统资源进行编号,规定进程只能按照编号递增的顺序请求资源。
2. 避免死锁避免死锁是在进程运行过程中采取的策略,它通过系统的资源分配算法来避免产生死锁。
避免死锁的方法包括:(1)安全状态检测:在系统运行过程中,实时检测系统资源的分配情况,预测将来是否会引发死锁,并采取相应措施。
(2)资源动态分配策略:根据系统资源的状态和进程的资源请求情况,动态分配资源,避免形成死锁。
3. 检测与恢复死锁检测与恢复死锁是在死锁已经发生的情况下进行的,具体方法如下:(1)死锁检测:使用图论等方法,建立资源分配图,检测是否存在环路以判断是否发生死锁。
操作系统中的死锁问题及解决方法讨论在计算机科学中,死锁是指两个或多个进程互相等待对方释放资源,从而导致它们都无法继续执行的情况。
死锁是多道程序系统中常见的问题,如果不及时解决,会导致系统资源占用不当,影响系统的稳定性和性能。
死锁通常发生在进程之间相互竞争有限的资源时,例如内存、文件、网络连接等。
当一个进程持有一些资源并等待另一个进程持有的资源时,就可能发生死锁。
为了避免死锁问题,操作系统设计者提出了多种解决方法:1. 预防死锁:通过合理地设计系统资源分配算法,尽量避免进程发生死锁。
例如,可以使用银行家算法来保证资源请求序列是安全的,从而避免死锁的发生。
2. 避免死锁:在资源分配之前,系统可以根据当前的资源状态来判断是否分配资源会导致死锁,如果是,则不分配资源。
常用的避免死锁算法有资源分配图算法和银行家算法。
3. 检测死锁:系统可以周期性地检测系统中是否存在死锁情况,一旦检测到死锁,就采取相应的措施进行恢复。
常用的检测死锁算法有图论算法、银行家算法等。
4. 解除死锁:一旦系统检测到死锁的存在,就需要解除死锁。
解除死锁的常用方法包括资源剥夺和进程终止。
资源剥夺是指系统剥夺一些进程的资源,以解除死锁;进程终止是指系统终止一些进程,以释放资源。
死锁问题是操作系统中一个重要且常见的问题,在设计和使用操作系统时,需要重视死锁问题并采取相应的预防和解决措施。
合理地设计系统资源分配策略、优化进程调度算法、定期检测死锁情况等都可以帮助系统避免死锁,提高系统的可靠性和稳定性。
操作系统的死锁问题及解决方法一直是计算机科学领域的研究热点,希望未来能够提出更加有效的死锁预防和解决方案,为操作系统的稳定性和性能提供更好的保障。
死锁的处理方法死锁是指系统中两个或多个进程或线程因互相持有对方所需的资源而产生的一种现象,导致所有进程或线程都无法进行下去,出现假死状态。
死锁是非常常见的故障,是操作系统设计中不可避免的一个重要问题,它会影响系统的稳定性和可靠性,甚至会造成永久性的系统崩溃。
因此,必须采取一定的措施来避免和处理死锁的产生,保证正常的系统运行。
一、死锁的产生原因1、资源不可剥夺:系统中的资源是不可以被自由剥夺的,一旦某个进程占有,必须由它自己释放,给其它的进程使用。
2、资源不可分割:系统中有一些资源无法分割,必须由进程一次性请求得到它们,而不能先把一部分资源分配给进程,另外一部分等待它稍后再使用。
3、循环等待:当系统中有若干进程因互相请求各自所需要的资源而产生相互等待的现象时,就会出现死锁现象。
二、死锁的检测和处理1、死锁的检测死锁的检测是检测出系统中存在死锁的过程。
首先,必须采取一定的措施来发现系统当前是否存在死锁,一旦发现了死锁,接着可以采取一定的办法去处理它。
检测死锁的方法有两种:通过系统信息的查找发现死锁,以及通过系统性能的分析来发现死锁。
2、死锁的处理死锁的处理方法有三种:(1)预防死锁。
预防死锁就是通过以某种方式让系统免于发生死锁的现象。
(2)避免死锁。
采取管理措施避免死锁的发生,一般是在系统资源的分配时安排一定的算法,让分配的概率降低,以此避免死锁的发生。
(3)检测死锁,当出现死锁时,采取措施来解决它们。
一般情况下,可以采取终止某些进程,使这些进程释放它们占用的资源,从而解决死锁。
总之,死锁的处理要以有效地避免死锁或检测死锁为目标,在保证系统安全和可靠性的基础上,通过合理的管理措施,尽可能减少死锁的发生。
操作系统学习笔记(七)死锁⼀、资源把需要排他性使⽤的对象称为资源。
资源可以是硬件也可以是软件,⽐如打印机或者数据库中的⼀个加锁记录。
资源可以分为两类:可抢占资源和不可抢占资源。
可抢占资源:可以从拥有它的进程中抢占⽽不产⽣副作⽤。
不可抢占资源:不引起相关的计算失败的情况下,⽆法把它从占有它的进程处抢占过来。
抢占这个词,在进程和线程调度时就提到了这个概念,那时是进程或者线程可以抢占CPU,即抢占式调度。
存储器也可以抢占,如内存换页。
⼀般来说,可抢占资源不会引起死锁,可以在进程间重新分配资源⽽得到解决。
⼆、死锁死锁的概念:如果⼀个进程集合中,每个进程都在等待只能由该集合中其他进程才能引发的事件,那么该进程集合就是死锁的。
死锁并不仅仅发⽣在资源上,资源死锁只是⼀种。
资源死锁的四个必要条件:(1)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。
(2)占有和等待条件。
已经得到了某个资源的进程可以再请求新的资源。
(3)不可抢占条件。
已经分配给⼀个进程的资源不能被抢占,只能由占有它的进程显式地释放。
(4)环路等待条件。
死锁发⽣时,系统中⼀定有由两个或以上的进程组成的⼀条环路,该环路中的每个进程都在等待着下⼀个进程所占有的资源。
可以⽤⼀个有向图来表⽰资源分配的情况。
⽤圆形节点表⽰进程,⽅形表⽰资源。
从资源节点到进程节点的有向边表⽰该资源被请求、并被进程占⽤。
由进程到资源节点的有向边表⽰进程正在请求该资源,并且因为请求资源⽽导致进程被阻塞,处于等待该资源的状态。
这样,根据环路等待条件,⼀旦在某个时候有向图中出现了两个或两个以上进程组成的环路,就会导致死锁的发⽣。
下图是《现代操作系统》中的⼀个例⼦:现在有三个进程A、B、C,它们需要R、S、T三个资源中的其中两个,具体参见图上⽅的信息。
操作系统可以选取任意⼀个就绪的进程执⾏。
我们可以看到,在第⼀种执⾏顺序中,每个进程都占有了⼀个资源,从⽽在请求第⼆个资源的时候,每个进程都进⼊了阻塞态,最后没有进程可以执⾏。
死锁的原因及解决方法死锁是指在多个进程之间,由于竞争资源而造成的一种僵局,即各个进程都在等待其他进程释放资源,导致它们都无法继续执行的情况。
死锁是操作系统中常见的问题,它会严重影响系统的性能和稳定性。
因此,了解死锁的原因及解决方法对于保障系统的正常运行至关重要。
死锁的原因主要包括四个方面,互斥条件、请求与保持条件、不剥夺条件和环路等待条件。
首先,互斥条件是指资源一次只能被一个进程使用,如果一个进程占用了资源,其他进程就无法再次使用该资源。
其次,请求与保持条件是指一个进程在请求其他资源的同时保持原有的资源,如果请求的资源无法满足,就会造成死锁。
再者,不剥夺条件是指进程已经获得的资源在未使用完之前,不能被其他进程抢占,这样就会造成资源的浪费。
最后,环路等待条件是指若干进程形成一种循环等待资源的关系,导致彼此之间都无法继续执行。
针对死锁问题,我们可以采取一些解决方法来避免或解决死锁。
首先,可以采用预防死锁的方法,即通过破坏死锁产生的四个必要条件来预防死锁的发生。
其次,可以采用避免死锁的方法,即通过谨慎地分配资源,避免系统进入不安全状态,从而避免死锁的发生。
再者,可以采用检测死锁的方法,即通过检测系统的资源分配状态,及时发现死锁并进行处理。
最后,可以采用解除死锁的方法,即通过剥夺资源、回滚进程等方式来解除死锁状态。
总的来说,死锁是操作系统中常见的问题,它会对系统的性能和稳定性造成严重影响。
因此,我们需要了解死锁的原因及解决方法,采取相应的措施来避免或解决死锁问题,从而保障系统的正常运行。
希望本文所述内容能够帮助大家更好地理解死锁问题,并在实际应用中加以运用。
操作系统死锁知识点什么是死锁?在操作系统中,死锁是指两个或多个进程(线程)因争夺系统资源而陷入无限等待的状态。
这些进程都在等待其他进程释放资源,导致系统无法继续执行下去。
死锁是操作系统中一个重要的概念,我们需要了解死锁的原因、特征以及如何预防和避免死锁的发生。
死锁的原因死锁的发生通常由以下四个必要条件共同导致:1.互斥条件:进程对所分配到的资源进行排他性使用,即一次只能有一个进程使用。
2.请求和保持条件:进程已经保持了至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其他进程占有。
3.不剥夺条件:进程已获得的资源在未使用完之前不能强行剥夺,只能自愿释放。
4.循环等待条件:存在一种进程资源的循环等待链,使得每个进程都等待下一个进程所占有的资源。
只要这四个条件同时满足,就有可能引发死锁。
死锁的特征死锁发生时,通常会具有以下特征:1.互斥:被占用的资源一次只能被一个进程使用。
2.占有和等待:进程已经占有了至少一个资源,并且还在等待另一个被其他进程占有的资源。
3.不可剥夺:进程已经获得的资源在未使用完之前不能被其他进程强行剥夺。
4.循环等待:存在一个进程资源的循环等待链。
这些特征的存在表明系统可能陷入死锁状态。
死锁的处理方法为了避免和解决死锁问题,可以采取以下方法:1.死锁预防:通过破坏死锁发生的四个必要条件中的一个或多个来预防死锁的发生。
常见的预防方法包括资源分配策略、资源有序分配策略等。
2.死锁避免:根据进程对资源的需求进行静态或动态的安全性检查,只允许那些不会引发死锁的进程运行。
3.死锁检测与恢复:运行时检测系统中是否存在死锁,并采取措施解除死锁。
常见的方法包括资源分配图算法、银行家算法等。
4.死锁忽略:一些系统可以选择忽略死锁,因为死锁的发生概率很低,解决死锁问题会增加系统开销。
5.死锁的处理策略:当死锁发生时,可以通过剥夺资源、撤销进程等手段来解除死锁。
总结了解操作系统死锁的知识对于程序员和系统开发人员来说非常重要。
操作系统中的死锁分析和解决方法在计算机操作系统中,死锁是指两个或多个进程互相请求对方的资源而导致的无限等待状态,从而导致系统资源无法被释放和并发进程无法运行,这是一个非常棘手的问题,需要在系统设计阶段和编程阶段考虑和解决。
本文将深入探讨操作系统中的死锁分析和解决方法。
一、死锁的原因和特征1.1 原因发生死锁主要是因为系统中的资源分配不当和进程调度算法不合理,以下几种情况容易导致死锁的发生:互斥:资源只能同时被一个进程使用,当一个进程持有一个资源并请求另一个已被其他进程持有的资源时,就会发生死锁。
占有和等待:一个进程持有一个资源并请求其他资源时,不释放已拥有的资源,就会阻塞其他进程的资源获取。
非抢占:只能在进程完成任务时才能释放资源,不能抢占已分配的资源,造成其他进程无法获得所需资源。
循环等待:多个进程形成了一个资源循环等待的环,每个进程都在等待其它进程占有的资源,造成死锁。
1.2 特征死锁有如下的特征:互相竞争的进程循环地发出请求并阻塞等待资源。
必须有一个或多个资源被进程独占。
资源持有者必须等待一个或多个资源,以便在未来请求成功,这就造成了死循环,因此它是死锁。
二、死锁的检测方法检测死锁可以使用各种算法。
2.1 系统状态图系统状态图是死锁检测算法的重要方法,其基本思想是利用一个图形来表示系统进程与资源之间的关系,当且仅当环路上所有进程都在等待其它进程所控制的资源时,才判断系统当前进入了死锁状态。
因此,如果状态图中没有环,那么系统就没有死锁;否则,就存在死锁。
2.2 资源分配图资源分配图同样是死锁检测算法的主要方法,其基本思想是用直接图或无向图来表示系统中所有资源和进程之间的关系,并且每个进程节点只能有一种颜色,可以表示两种不同的状态:执行和阻塞。
如果某一进程所有节点都已被染黑,但并未完全配额时,就可能存在死锁。
2.3 安全序列安全序列是指与系统状态图相对应的进程调度序列,它可以用来判断是否会发生死锁。
死锁的原因及解决方法死锁是指在多道程序系统中,若有两个或两个以上的进程,互相请求对方占有的资源,而导致彼此都无法继续执行的情况。
死锁是操作系统中常见的问题,它会导致系统资源的浪费,降低系统的运行效率。
那么,死锁产生的原因是什么?又该如何解决死锁呢?接下来将从原因和解决方法两个方面进行详细阐述。
首先,我们来看看死锁产生的原因。
死锁产生的主要原因包括资源竞争、进程推进顺序不当、资源分配不当等。
资源竞争是指多个进程同时竞争有限的资源,当资源不足时,可能会导致死锁的发生。
进程推进顺序不当是指进程在执行过程中,对资源的请求和释放顺序不当,也会引发死锁。
而资源分配不当是指系统在分配资源时,没有考虑到进程可能会出现死锁的情况,从而导致死锁的发生。
接下来,我们来探讨一下解决死锁的方法。
解决死锁的方法主要包括预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁。
预防死锁是通过合理的资源分配和进程推进顺序来避免死锁的发生。
避免死锁是在资源分配时,通过安全序列来判断是否能满足进程对资源的请求,如果不能满足,则不分配资源。
检测死锁是通过资源分配图或银行家算法等方法来检测系统是否存在死锁。
一旦检测到死锁,就需要采取相应的措施来解除死锁,比如通过资源剥夺或进程终止来解除死锁。
综上所述,死锁是多道程序系统中常见的问题,它会对系统的运行效率造成影响。
死锁的产生主要是由于资源竞争、进程推进顺序不当、资源分配不当等原因所致。
为了解决死锁问题,我们可以采取预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁等方法。
只有在充分了解死锁产生的原因,并采取相应的解决方法,才能有效地避免死锁对系统的影响,保证系统的正常运行。
操作系统常见死锁原因和处理策略软件工程师在实现一些业务逻辑的时候,可能会出现两种事件互相锁住的尴尬局面,(就好比下图),最终导致死机。
下面我们就来说说操作系统的常见死锁的原因和处理策略。
嵌入式专栏1产生死锁的原因当进程需要以独占的方式访问资源时,可能会发生死锁(Deadlock)。
死锁是指两个或以上进程因竞争临界资源而造成的一种僵局,即一个进程等待一个已经被占用且永不释放的资源。
若无外力作用,这些进程都无法向前推进。
产生死锁的根本原因是系统能够提供的资源个数比要求该资源的进程数要少。
产生死锁的基本原因可以分为两类:•资源竞争•进程推进顺序不合理在资源竞争场景下,系统所拥有的资源是有限的,不能满足每个进程的需要。
比如:A有纸,B有笔A:你不给我笔,我就写不了作业B:你不给我纸,我就写不了作业彼此僵持不下……多个程序同时运行时,进程推进顺序不合理。
比如:A要前进2步,到桌子前,再后退2步。
但如果执行顺序不合理:A先后退,就永远到不了桌子前,触发不了后续动作,就会死锁。
嵌入式专栏2产生死锁的必要条件产生死锁的四个必要条件:•互斥条件涉及的资源是非共享的,即一次只能有一个进程使用。
如果有另一个进程申请该资源,那么申请进程必须等待,直到该资源被释放。
•不剥夺条件(非抢占)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,即只能由获得该资源的进程自行释放。
•占有并等待(部分分配)进程每次申请它所需要的一部分资源。
在等待一新资源的同时,进程继续占用已分配到的资源。
•环路条件(循环等待)存在一种进程收尾相接的循环链,链中每个进程都在等待下一个进程所持有的资源,造成这组进程处于永远等待状态。
注意:这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立。
反之,上述条件只要有一个不满足,就不会发生死锁。
所以要避免发生死锁,只需要破坏其必要条件。
嵌入式专栏3死锁的处理策略对于死锁一般有三种处理策略:预防死锁、避免死锁、死锁的检测及解除1.预防死锁通过设置一些限制条件,破坏死锁的四个必要条件中的一个或几个,让死锁无法发生。
死锁的原因及解决方法死锁是指在并发系统中,两个或多个进程因竞争系统资源而造成阻塞,且它们都无法继续执行,称为死锁。
一旦发生死锁,系统资源无法恢复,只能通过终止其中一个或多个进程来解除死锁。
以下是死锁的原因及解决方法的详细回答。
一、死锁的原因:1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用,其他进程必须等待。
2. 请求与保持条件:一个进程在请求其他资源的同时继续占有已分配到的资源。
3. 不可剥夺条件:已分配的资源不能被其他进程抢占,只能由占有它的进程主动释放。
4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的等待资源关系,形成了一个进程等待环路。
二、解决方法:1. 预防死锁:a. 破坏互斥条件:如允许多个进程同时访问资源。
b. 破坏请求与保持条件:一次性申请所有所需资源。
c. 破坏不可剥夺条件:允许资源被抢占。
d. 破坏循环等待条件:通过资源静态分配顺序来规避循环等待。
2. 避免死锁:a. 资源分配图算法:进程和资源之间可以表示为图,通过回溯法进行动态检查资源分配是否会造成死锁,并进行资源分配决策。
b. 银行家算法:通过银行家对于进程资源请求的审核来避免死锁,确保系统资源分配的安全性。
3. 检测死锁:a. 死锁检测算法:利用资源分配图算法,检测系统是否进入死锁状态,若检测到死锁,则采取相应的措施解除死锁。
b. 资源分配状态记录:记录系统的资源分配状态,通过不断的实时检测资源的分配和释放情况来判断是否发生了死锁。
4. 解除死锁:a. 抢占恢复法:通过抢占一些资源来解除死锁,抢占的资源可以由进程主动释放或回收。
b. 撤销进程法:从系统中选择一个或多个进程终止,将它们释放占有的资源。
c. 进程回滚法:将一个或多个进程回滚到之前的检查点,释放已经占有的资源。
d. 动态分配资源法:在发生死锁时,应根据进程优先级和资源的重要性进行资源重新分配。
总结:死锁是并发系统中一个常见的问题,解决死锁的过程是一个繁琐而复杂的任务。
理解操作系统中的死锁问题及解决方法操作系统是计算机系统的核心组成部分,负责管理计算机的硬件和软件资源,以及协调各个应用程序的运行。
然而,在操作系统中,死锁问题是一个常见而又棘手的挑战。
本文将探讨什么是死锁问题,为什么它会发生,以及如何解决这个问题。
首先,我们来了解一下什么是死锁。
在操作系统中,当两个或多个进程因为彼此互相等待对方释放资源而无法继续执行时,就会发生死锁。
简单来说,死锁就是进程之间的相互阻塞,导致系统无法前进。
那么,为什么死锁会发生呢?一个常见的原因是资源竞争。
当多个进程同时请求并占用相同的资源时,如果这些资源无法同时被所有进程使用,就会导致死锁。
例如,两个进程分别占用了资源A和B,但是它们同时又需要对方释放资源才能继续执行,这就形成了死锁。
另一个导致死锁的原因是进程推进顺序的不当。
当进程按照特定的顺序请求资源,并且这些资源无法同时满足所有进程的需求时,就会发生死锁。
例如,进程1先请求资源A,再请求资源B,而进程2先请求资源B,再请求资源A,这种情况下就有可能发生死锁。
既然我们了解了死锁的原因,那么如何解决这个问题呢?有几种常见的方法可以应对死锁。
一种解决死锁问题的方法是预防。
通过设计合理的算法和策略,可以在编写程序时预防死锁的发生。
例如,可以使用资源分配图来检测潜在的死锁情况,并在系统运行之前进行调整,以避免死锁的发生。
另一种解决死锁问题的方法是避免。
避免死锁的关键是对资源请求进行合理的判断和分配。
一种常见的避免死锁的算法是银行家算法。
该算法通过对资源请求进行安全性检查,确保系统能够满足进程的资源需求,从而避免死锁的发生。
除了预防和避免外,还有一种解决死锁问题的方法是检测和解除。
检测死锁的方法有很多,例如资源分配图、死锁检测算法等。
一旦检测到死锁的存在,就需要采取相应的措施来解除死锁。
常见的解除死锁的方法包括资源剥夺、进程终止和进程回退等。
当然,解决死锁问题并不是一件容易的事情。
在实际应用中,需要综合考虑系统的性能、可靠性和实用性等因素,选择适合的解决方法。
操作系统中的死锁问题及解决方法操作系统作为计算机系统的核心,负责管理和协调计算机硬件与软件资源的分配和调度。
然而,在多任务并发执行的环境中,死锁问题成为操作系统面临的重要挑战。
本文将讨论操作系统中的死锁问题,并介绍几种常见的解决方法。
一、死锁问题的定义和特征死锁是指在多个进程争夺资源时,彼此无法继续执行并永久等待的一种状态。
在死锁状态下,进程之间相互等待对方所占有的资源,造成资源无法释放,从而导致系统无法继续正常运行。
死锁的发生可以分为以下四个必要条件:1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程占用。
2. 请求和保持条件:一个进程在申请新的资源时,会保持原有的资源不释放。
3. 不可剥夺条件:进程已获得的资源,在未使用完之前不能被其他进程抢占。
4. 环路等待条件:存在一种进程资源的循环等待链。
二、死锁产生的原因和场景死锁问题通常发生在多进程共享有限资源的情况下。
常见的死锁场景包括:1. 进程资源竞争:多个进程同时请求同一资源,但由于互斥条件,只有一个进程能够占用资源,其他进程需要等待,可能导致死锁。
2. 进程推进顺序不当:如果进程在申请资源时的推进顺序不当,可能导致循环等待的条件出现,从而引发死锁。
3. 资源分配不当:资源分配策略不当,无法满足进程的资源请求,导致系统进入死锁状态。
三、死锁预防和避免策略为有效解决死锁问题,操作系统可以采取以下预防和避免策略:1. 死锁预防:采取措施避免四个必要条件中的任意一个条件满足,例如,破坏不可剥夺条件,即无法满足当前请求的资源可被剥夺,以确保系统能够正常运行。
2. 死锁避免:通过安全序列算法来避免系统进入死锁状态。
安全序列是指系统中所有进程按照特定顺序分配资源,能够避免死锁发生。
3. 死锁检测与恢复:在发生死锁时,系统能够检测到死锁的存在,并采取相应措施进行恢复。
例如,通过剥夺进程资源,重新分配给其他进程以解除死锁。
四、死锁解决方案除了上述的死锁预防和避免策略外,还有一些解决死锁问题的方法:1. 进程剥夺:当系统资源紧张,无法满足新进程的资源请求时,可以剥夺某些进程已获得的资源,并分配给需要的进程,以避免死锁的发生。
操作系统中的死锁问题操作系统中的死锁问题是指在多个进程并发执行时,由于竞争资源导致进程之间相互等待,无法继续执行的一种状态。
死锁一般由以下四个条件引起:1. 互斥条件:至少有一个资源每次只能被一个进程使用,即该资源具有独占性。
2. 请求和保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不释放。
3. 不剥夺条件:已获得的资源只能由进程自己释放,其他进程无法强行将其剥夺。
4. 循环等待条件:存在一个进程的资源等待链,使得每个进程都在等待下一个进程所占有的资源。
死锁的发生会导致系统无法正常运行,从而造成资源浪费和系统性能下降。
为了解决死锁问题,可以采用以下几种方法:1. 死锁预防:通过破坏死锁发生的四个条件中的任何一个或多个来预防死锁。
比如引入资源有序分配策略,即规定所有进程对资源的请求必须按照某种全局资源顺序来进行。
2. 死锁避免:通过对进程的资源请求进行动态检查,判断是否会导致死锁,从而进行资源分配。
常见的死锁避免算法有银行家算法和安全序列算法等。
3. 死锁检测与恢复:将系统处于死锁状态视为正常现象,但需要不断地检测系统是否处于死锁状态,若检测到死锁发生,再通过剥夺资源等方式解除死锁。
常见的死锁检测算法有图算法、资源分配图算法等。
4. 死锁忽略:在某些情况下,由于死锁发生的概率极低或者解除死锁的代价过高,系统可以选择忽略死锁问题,并且不采取任何措施来预防或解除死锁。
在实际操作系统中,通常会综合使用以上多种方法来处理死锁问题。
在分布式系统中,可以采用死锁预防和死锁避免的策略来预防和避免死锁的发生;而在分时系统中,可以采用死锁检测与恢复的策略来及时解除死锁。
死锁问题是操作系统中一个需要重视并解决的重要问题。
通过合理的资源分配策略和死锁处理机制,可以有效地预防、避免和解除死锁,保证系统的正常运行。
操作系统中的死锁问题
死锁是指在并发编程中,两个或多个进程因为彼此之间的资源相互依赖而形成的一种僵局。
在这种状态下,每个进程都在等待其他进程释放资源,导致所有的进程都无法向前推进,也无法回退,程序就会陷入死锁状态。
死锁的原因通常有以下几个:
1. 互斥条件:一个资源同一时间只能被一个进程占用。
2. 请求与保持条件:进程已经持有了某些资源并请求得到其他资源时,而新资源不能释放已经占用的资源。
3. 不剥夺条件:进程没有被强制放弃已经占用的资源,只有自己执行完毕后才能释放。
4. 循环等待条件:进程之间形成了一个循环等待的条件,每个进程都在等待下一个进程所拥有的资源。
针对死锁问题,操作系统提供了以下几种解决方案:
1. 预防死锁:避免发生死锁等待的情况,可以通过优化资源分配算法来实现预防死锁。
2. 避免死锁:在进程获取资源时,通过算法计算出是否会造成死锁,若有可能造成死锁,则不分配该资源,直到死锁解除或资源获得的唯一路径变为可用。
3. 检测死锁:通过资源分配图、银行家算法等方法,检测系统是否出现死锁,发现死锁后采取适当的措施解除死锁。
4. 解除死锁:当发现死锁时,可以通过中断进程、回收资源等手段来解除死锁。
总而言之,解决死锁问题需要实现系统中进程的安全性、资源的请求与分配以及系统性能的折衷平衡,需要在系统设计时就考虑到这些问题,并且在系统运行期间不断完善和优化。
计算机操作系统中的死锁问题一、什么是死锁在计算机操作系统中,死锁是指两个或者多个进程无限期地等待对方所持有的资源,导致程序无法继续执行的情况。
这种情况下,系统处于一种死循环状态,无法恢复正常运行。
死锁问题是并行计算领域中的一个经典问题,是计算机科学中的一个重要主题。
二、死锁的产生原因死锁的产生原因一般有以下几种:1.资源互斥:当若干个进程都需要独占某些共享资源时,这些资源就会变成互斥资源,每次只有一个进程可以访问它们。
2.资源不足:如果系统中的资源已全部被使用,新的进程需要等待其他进程释放资源后才能使用,就可能引发死锁问题。
3.进程等待:当一个进程等待某个被其他进程占用的资源时,如果该进程占用的资源又被其他进程占用,就可能引发进程之间的等待关系。
4.循环等待:多个进程之间形成了循环等待的状态,这是产生死锁的必要条件。
三、死锁的检测和解决方法为了避免死锁的发生,需要采取一些措施来检测和解决死锁问题。
1.死锁的检测方法死锁的检测一般有两种方法:(1) 死锁预防:在程序设计时,预测死锁的发生,采取一些措施避免死锁的发生。
(2) 死锁检测:在程序运行时,通过算法检测死锁的发生,尝试解除死锁状态。
2.死锁的解决方法在死锁出现后,需要尽快解决死锁问题。
以下是解决死锁问题的方法:(1)死锁预防:在程序设计时,预测死锁的发生,采取一些措施避免死锁的发生。
(2)死锁避免:通过对资源的分配进行限制,预防死锁的发生。
(3)死锁解除:当系统检测到死锁时,采用解除死锁的方法,尽快恢复系统状态。
(4)死锁忽略:当死锁发生概率非常小,或者解决死锁会带来更大的开销时,可以选择忽略死锁。
四、案例分析以银行家算法为例,通过控制资源的分配来避免死锁。
银行家算法是一种死锁避免算法,其基本思想是:当进程请求资源时,需要让系统判断是否会发生死锁。
如果发现资源分配会导致死锁,就不分配资源,等到后续请求时再分配。
这样,银行家算法可以有效避免死锁的发生。
死锁的产生及解决方法
死锁含义:
多个进程在运行过程中因竞争资源而造成的一种僵局。
各并发进程彼此等待对方拥有的资源,且得到对方资源前不释放自己拥有的资源。
导致死锁的原因:
(1)竞争资源
资源(打印机,公共队列)数目不能满足进程的需要。
(2)进程间的推进顺序不当
进程在运行过程中,请求和释放资源的顺序不当,也会导致进程死锁。
竞争资源引起死锁
(1)可剥夺(CPU、主存)和非剥夺性资源(磁带机、打印机)
(2)竞争非剥夺性资源
非剥夺性资源的数量不能满足进程运行的需要,可能使进程在运行过程中
产生死锁。
(3)进程临时性资源
由一个进程产生由另一个进程使用短暂时间后便无用的资源。
产生死锁的必要条件
(1)互斥条件
(2)请求和保持条件
(3)不剥夺条件
(4)环路等待条件
互斥条件:进程对所分配到的资源进行排他性使用。
请求和保持条件:进程已经保持至少一个资源,但又提出新的资源请求,而该资源又被其他进程占有,此时请求进程阻塞,但又对自己获得的其他资源保持不放。
不剥夺条件:进程已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺,只能在使用完时自己释放。
环路等待条件:发生死锁时,必然存在一个进程-资源的环行链。
处理死锁的基本方法
(1)预防死锁
(2)避免死锁
(3)检测死锁
(4)解除死锁
(1)、(2)死锁发生前的办法,(3)、(4)死锁发生后的办法
预防死锁:设置某些限制条件,破坏四个必要条件中的一个或多个条件。
简单、
好实现
避免死锁:在资源的动态分配过程中,用某种方法去预防系统进入不安全状态。
可获得较高的资源利用率及系统吞吐量。
实现上有一定难度
检测死锁:允许系统在发生死锁,通过系统设置的检测机构,及时检测出死锁的发生,并精确的确定与死锁有关的进程和资源,然后采取适当措施,从系统中将已发生的死锁清除掉。
解除死锁:当检测到系统已发生死锁时,撤销或挂起一些进程。
预防死锁:
互斥条件(不可以打破)请求和保持条件(可以)不剥夺条件(可以)环路等待条件(可以)
破坏“请求和保持”条件:
规定所有进程在开始运行之前,都必须一次性的申请其在整个运行过程所需要的全部资源。
优点:简单,安全
缺点:
资源严重浪费,恶化了系统的利用率;
破坏“不剥夺”条件
进程逐个的提出资源请求,当一个已经保持了某些资源的进程,再提出新的资源请求而不能立即得到满足时,必须释放它已经保持了的所有资源,待以后需要时再重新申请。
缺点:
实现复杂,代价大
因为反复地申请和释放资源,而使进程的执行无限的推迟、延长了进程的周转时间增加系统开销、降低系统吞吐量。
破坏“环路等待”条件
将所有的资源按类型进行线性排队,并赋予不同的序号。
所有进程请求资源必须按照资源递增的次序提出,防止出现环路。
缺点:
(1)序号必须相对稳定,限制了新设备类型的增加
(2)作业(进程)使用资源顺序和系统规定的顺序不同而造成资源的浪费(3)限制了用户编程
避免死锁
系统安全状态:
指系统能按照某种顺序如(P1、P2、…、Pn),来为每一个进程分配其所需资源,
直至最大需求,使每个进程都可顺序完成。
若系统不存在这样一个安全序列,则称系统处于不安全状态。
系统进入不安全状态可能产生死锁。
避免死锁的实质:如何使系统不进入不安全状态。
银行家算法避免死锁:
(1)银行家算法中的数据结构
(2)银行家算法
(3)安全性算法
(4)银行家算法之例
银行家算法的数据结构:
可利用的资源向量Available:
含有m个元素;每个元素代表一类可用的资源数目;初值是该类全部可用资源的数目;数值随该类资源的分配和回收动态地改变;Available[j]=K,表示第j类资源的个数为K
最大需求矩阵Max:
N*m的矩阵;定义了n个进程中每一个进程对m类资源的最大需求。
如Max[I,j]=K,表示进程i需要Rj类资源的最大数值为K。
分配矩阵Allocation:
N*m的矩阵;定义系统中每一类资源当前已分配给每个进程的资源数。
Allocation[I,j]=k,表示进程i当前以分得Rj类资源的数目为K;
需求矩阵Need
N*m的矩阵;表示一个进程尚需的各类资源数。
Need[I,j]=K,表示进程i当前还需要Rj类资源的数目为K。
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。
Pi发出资源请求后。
按下述步骤检查:
(1)Requesti[j]小于等于Need[I,j],则转向步骤2;否则,认为出错;
(2)Requesti[j]小于等于Available[j]则转向步骤3;否则,进程Pi等待
(3)系统试探着把资源分配给进程Pi: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。
若安全才将资源分配给进程;否则,将试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程Pi等待。
安全性算法
(1)设置两个向量
工作向量Work:供进程继续运行的各类资源数,含M个元素,初值
Work=Available
Finish:表示系统是否有足够的资源分配给进程。
初值:finish[i]=false,当有足够资源分配时Finish[i]=true.
(2)找满足下列条件的进程:
Finish[i]=false
Need[I,j]小于等于Work[j];
若找到执行步骤(3),否则执行步骤(4)
(3)Work[j]=work[i]+Allocation[I,j];
Finish[i]=true;
Go to step (2)
(4)如果所有的进程Finish[i]=true,则系统处于安全状态。
银行家算法之例:
死锁的解除
常用的两种方法:
(1)剥夺资源:从其他进程剥夺足够数量的资源给死锁进程,以解除死锁状态。
(2)撤销进程
a)使全部死锁进程都夭折掉
b)按照某种顺序逐个的撤销进程,直至有足够的资源可用,使死锁状态消
除为止。