死锁,死锁的预防,Linux线程控制。

linux系统临界区的保护互斥的方法【原创实用版4篇】目录（篇1）I.引言A.什么是Linux系统临界区B.为什么需要保护临界区II.临界区保护的方法A.信号量1.实现原理2.优点和缺点B.mutex（互斥量）1.实现原理2.优点和缺点C.lock（加锁）和unlock（解锁）函数1.实现原理2.优点和缺点D.自旋锁1.实现原理2.优点和缺点III.保护临界区的注意事项A.避免死锁B.避免忙等C.避免过度同步IV.结论A.临界区保护的重要性B.选择合适的互斥方法正文（篇1）Linux系统临界区是指一段代码，在执行期间只能被一个进程或线程访问。

由于临界区代码的访问是独占的，因此容易引发并发问题，如死锁、忙等和性能问题。

为了解决这些问题，Linux系统提供了多种互斥方法，包括信号量、mutex、lock和unlock函数以及自旋锁。

下面将对这些方法进行详细介绍。

一、信号量信号量是一种用于控制多个进程或线程对共享资源的访问的同步原语。

它通常由两个计数器和一个锁组成：一个用于表示可用资源数，另一个用于表示正在等待获取资源的进程或线程数，而锁则用于保护临界区。

Linux系统提供了msync函数实现信号量的创建、设置和销毁。

优点：信号量能够很好地控制资源访问，减少了并发问题发生的可能性。

缺点：需要手动管理，如果管理不当，可能会出现死锁等问题。

二、mutex（互斥量）mutex是一种基本的互斥量，用于保护临界区。

当一个进程或线程进入临界区时，它会获取mutex，以确保只有一个进程或线程可以进入临界区。

当进程或线程离开临界区时，它会释放mutex，使得其他进程或线程可以获取mutex并进入临界区。

优点：简单易用，不需要手动管理。

目录（篇2）linux系统临界区的保护1.什么是临界区？2.为什么需要保护临界区？3.互斥的方法有哪些？4.死锁的概念及解决方法。

5.信号量的概念及使用。

6.避免死锁和信号量的技巧。

7.总结。

从死锁中恢复的三种主要方式
1. 死锁避免法：
这种方法是通过一定的算法和机制，在向系统加入新事务时，能通过检测所申请资源的情况，从而防止事务所主资源占有冲突导致死锁的发生。

比如说，两个事务要求某两个资源，根据该算法，当其中有一个事务申请了资源A，系统将检测另一个事务是否申请资源B；如果没有申请，系统将继续检测；如果另一个已申请，则拒绝本次申请，以防止发生死锁。

2. 死锁检测法：
死锁检测法主要是通过定期检测来检测系统中是否存在死锁，然后采用一定的处理策略来解决该死锁。

其基本思想是定期地检测系统中是否存在死锁，一旦发现死锁，就采取一定的策略来解决它。

常用的策略有：撤消正在运行的进程，回滚进程的操作；或者是释放死锁包含的资源，以便其中的一个进程可以终止。

3. 静态释放法：
静态释放法是通过建立资源分配图，来判断是否存在死锁，以及如何去除死锁。

资源分配图能够很直观地表示出系统中所有事务与资源之间的关系。

当资源分配图中出现死锁时，就可以采用静态释放法来解决问题，释放死锁发生时已分配的资源，从而解除死锁。

操作系统死锁产生的必要条件是什么
操作系统中死锁产生是需要条件的，这几个条件缺一不可，换句话说，我们要接触死锁，只需要把任一条件打破即可。

下面由店铺为大家整理了操作系统的死锁产生的必要条件相关知识，希望对大家有帮助!
一、操作系统死锁产生的必要条件
产生死锁的四个必要条件
-----互斥条件：一个资源每次只能被一个进程(线程)使用。

-----不可剥夺条件：一个进程(线程)对已获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行剥夺，而只能又该进程自愿释放。

-----请求保持条件条件: 进程(线程)每次申请它所需要的一部分资源，在申请新资源的同时继续占用已分配的资源。

-----循坏等待条件: 多个进程(线程)之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系，即前一个进程占有后一个进程所请求的资源。

注：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，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。

二、操作系统死锁解决方法
(1) 使用协议以预防或避免死锁，确保系统不会进入死锁状态;
(2) 系统可进入死锁状态，但可检测死锁状态，然后进行恢复;
(3) 忽视该问题，而认为死锁不可能在系统内发生。

——即应用程序开发人员来处理死锁问题
操作系统死锁产生的必要条件是什么将本文的Word文档下载到电脑，方便收藏和打印推荐度：点击下载文档文档为doc格式。

系统产生死锁的四个必要条件：（1）互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

（2）请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

（3）不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

（4）循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

处理死锁的策略1.忽略该问题。

例如鸵鸟算法，该算法可以应用在极少发生死锁的的情况下。

为什么叫鸵鸟算法呢，因为传说中鸵鸟看到危险就把头埋在地底下，可能鸵鸟觉得看不到危险也就没危险了吧。

跟掩耳盗铃有点像。

2.检测死锁并且恢复。

3.仔细地对资源进行动态分配，以避免死锁。

4.通过破除死锁四个必要条件之一，来防止死锁产生。

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，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。

死锁的解除与预防：理解了死锁的原因，尤其是产生死锁的四个必要条件，就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。

所以，在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立，如何确定资源的合理分配算法，避免进程永久占据系统资源。

此外，也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。

因此，对资源的分配要给予合理的规划。

好象是叫CPU超频锁?一组进程中每个进程均等待此组进程中某一其他进程所占用的因而永远无法得到的资源这中现象叫死锁简单来说就是2个进程（也可简单的看做是一个有独立功能的程序）同时抢夺一个无法分配的资源一组进程中每个进程均等待此组进程中某一其他进程所占用的因而永远无法得到的资源这中现象叫死锁简单来说就是2个进程（也可简单的看做是一个有独立功能的程序）同时抢夺一个无法分配的资源相关阅读：什么是死锁？如果一个进程集合里面的每个进程都在等待只能由这个集合中的其他一个进程（包括他自身）才能引发的事件，这种情况就是死锁。

这个定义可能有点拗口，一个最简单的例子就是有资源A和资源B，都是不可剥夺资源，现在进程C已经申请了资源A，进程D也申请了资源B，进程C接下来的操作需要用到资源B，而进程D恰好也在申请资源A，那么就引发了死锁。

填空题1、操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件，是用户与计算机之间的接口。

2、从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理和用户界面。

3、根据服务对象不同，常用的处理机操作系统主要分为如下三种类型：允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的操作系统称为分时操作系统，它通常采用时间片轮转策略为用户服务；允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的操作系统称为批处理操作系统，衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的吞吐率；在实时操作系统的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。

设计这种系统时，应首先考虑系统的实时性和可用性。

4、 UNIX系统是分时操作系统，DOS系统是单用户操作系统。

5、现代操作系统通常为用户提供三种使用界面：命令界面、图形界面和系统调用界面。

6、计算机中CPU的工作分为系统态和用户态两种。

系统态运行操作系统程序，用户态运行用户程序。

7、操作系统的体系结构主要有单块结构、层次结构和微内核结构。

8、程序的并发执行是现代操作系统的基本特征之一，为了更好地描述这一特征而引入了进程这一概念。

9、进程至少有三种基本状态：运行态、就绪态和阻塞态。

10、进程存在的标志是进程控制块PCB。

11、进程的静态实体由程序、数据集合和PCB三部分组成。

12、进程被创建后，最初处于就绪状态，然后经进程调度程序选中后进入运行状态。

13、进程的同步和互斥反映了进程间直接制约和间接制约的关系。

14、用于进程控制的原语主要有创建原语、撤销原语、阻塞原语和唤醒原语。

15、操作系统中信号量的值与相应资源的使用情况有关，它的值仅能由P、V操作来改变。

16、每执行一次P操作，信号量的数值S减1。

若S30，则该进程继续执行；若S<0，则该进程阻塞。

17、每执行一次V操作，信号量的数值S加1。

若S > 0，则该进程继续执行；否则，从对应的等待队列中移出一个进程并将就绪状态赋予该进程。

2022年东华大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、无结构文件的含义是（）A.变长记录的文件B.索引文件C.流式文件D.索引顺序文件2、考虑一个文件存放在100个数据块中。

文件控制块、索引块或索引信息都驻留内存。

那么如果（）.不需要做任何磁盘I/O操作。

A.采用连续分配策略，将最后一个数据块搬到文件头部，B.采用单级索引分配策略，将最后一个数据块插入文件头部C.采用隐式链接分配策略，将最后一个数据块插入文件头部D.采用隐式链接分配策略，将第一个数据块插入文件尾部，3、在单处理器的多进程系统中，进程切换时，何时占用处理器和占用多长时间取决于（）A.进程响应程序段的长度B.进程总共需要运行时间的长短C.进程自身和进程调度策略D.进程完成什么功能4、设有n个进程共用一个相同的程序段，若每次最多允许m个进程（mSn）同时进入，临界区，则信号量的初值为（）。

A.nB.mC.m-nD.-m5、使用TSL（TestandSetLock）指令实现进程互斥的伪代码如下所示。

do{while（TSL（&lock））；criticalsection；lock=FALSE；}while（TRUE）；下列与该实现机制相关的叙述中，正确的是（）A.退出临界区的进程负责唤醒阻塞态进程B.等待进入临界区的进程不会主动放弃CPUC.上述伪代码满足“让权等待”的同步准则D.while（TSL（&lock））语句应在关中断状态下执行6、若用8个字（字长32位，H字号从0开始计数）组成的位示图管理内存，用户归还一个块号为100的内存块时，它对应位示图的位置为（）（注意：位号也从0开始）。

A.字号为3，位号为5B.字号为4，位号为4C.字号为3，位号为4D.字号为4，位号为57、某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空），采用最佳适配（Best Fit）算法，分配和释放的顺序为：分配15MB，分配30MB，释放15MB.分配8MB.分配6MB，此时主存中最大空闲分区的大小是（）。

3.4死锁概念 1.问题引出 日常生活中 计算机系统中 2.定义： 多个进程循环等待它方 占有的资源而无限期地僵持下去 的局面。
3.产生死锁的根本原因 竞争资源 进程间推进顺序非法
3.5 死锁的产生 产生死锁的必要条件： 互斥条件 请求和保持条件 不剥夺条件 环路等待条件
①互斥条件 资源独占 ②不剥夺条件 不能强行抢夺对方资源 ③请求和保持条件 资源分配并非一次到位 ④环路等待条件 构成环路
(4) 如果所有进程的Finish［i］=true 都满足， 则表示系统处于安全状态； 否则，系统处于不安全状态。
举例
T0时刻的资源分配情况
假定系统中有四个进程P1, P2, P3, P4和三类资源R1, R2, R3，各种资 源的数量分别为9、3、6
资源 情况 进程
Max R1 R2 R3 3 6 3 4 2 1 1 2 2 2 3 4
(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，才正式 将资源分配给进程Pi，完成本次分配；否则， 试探分配失败，让进程Pi阻塞等待。
3）安全性算法 （1）设置两个工作向量 ①设置一个数组Finish［n］。 当Finish［i］∶=true （0≤i≤n，n为系统中的进程数）时，表示进程 Pi可获得其所需的全部资源，而顺利执行完成。 ②设置一个临时向量Work，表示系统可提供给进程 继续运行的资源的集合。安全性算法刚开始执行 时 Work∶=Available
(3) 系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下 面数据结构中的数值：
Available［j］∶=Available［j］-Requesti［j］; Allocation［i,j］∶=Allocation［i,j］+Requesti［j］; Need［i,j］∶=Need［i,j］-Requesti［j］;

数据库中死锁的检测与解决方法死锁是数据库中常见的并发控制问题，指的是两个或多个事务在互相等待对方释放资源或锁的状态，导致所有事务无法继续执行的情况。

数据库中的死锁会导致资源浪费、系统性能下降甚至系统崩溃。

因此，死锁的检测与解决方法是数据库管理中非常重要的一环。

1. 死锁的检测方法死锁的检测旨在及时发现死锁并采取措施进行解决。

以下是几种常见的死锁检测方法。

1.1 死锁检测图算法死锁检测图算法是通过构建资源分配图以及等待图来检测死锁。

资源分配图以资源为节点，以事务与资源之间的分配关系为边；等待图以事务为节点，以事务之间等待请求关系为边。

如果存在一个循环等待的环，那么就可以判断系统中存在死锁。

可以采用深度优先搜索或广度优先搜索的算法遍历图，查找是否存在环。

1.2 超时监控方法超时监控方法是通过设定一个时间阈值，在事务等待资源的过程中进行计时。

如果某个事务等待资源的时间超过阈值，系统将判断该事务可能存在死锁，并采取相应的措施解锁资源。

1.3 等待图算法等待图算法是通过分析等待图来检测死锁。

等待图的构建是以事务为节点，以资源之间的竞争关系为边。

如果图中存在一个有向环，那么就可以判断系统中存在死锁。

2. 死锁的解决方法一旦死锁被检测到，必须采取措施加以解决。

以下是几种常见的死锁解决方法。

2.1 死锁剥夺死锁剥夺是通过终止一个或多个死锁事务来解决死锁。

首先需要选择一个死锁事务，然后终止该死锁事务并释放其所占用的资源。

这种方法会造成一些事务的回滚，需要谨慎操作。

2.2 死锁预防死锁预防是通过对资源的分配与释放进行约束，从而避免死锁的发生。

例如，可以采用事务串行化，即每次只允许一个事务执行；或者采用事务超时，即设定一个时间阈值，如果事务等待时间超过阈值，则自动结束事务。

2.3 死锁检测与恢复死锁检测与恢复是在发生死锁后，通过死锁检测算法找到死锁并进行恢复。

方法可以是终止一个或多个死锁事务，也可以是通过资源抢占来解除死锁。

死锁的原因是什么虽然进程在运行过程中，可能发生死锁，但死锁的发生也有一定的原因。

那么，死锁的原因是什么?死锁的处理方法是什么?下面就由店铺告诉大家吧!死锁的原因是什么1、系统资源不足2、进程推进顺序非法必要条件：1、互斥条件2、不剥夺条件(非抢占)3、占有并等待(部分分配)4、环路条件产生死锁的根本原因：产生死锁的根本原因是系统能够提供的资源个数比请求该资源的进程数要少。

死锁的处理方法在系统中已经出现死锁后，应该及时检测到死锁的发生，并采取适当的措施来解除死锁。

目前处理死锁的方法可归结为以下四种：1)预防死锁。

这是一种较简单和直观的事先预防的方法。

方法是通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或者几个，来预防发生死锁。

预防死锁是一种较易实现的方法，已被广泛使用。

但是由于所施加的限制条件往往太严格，可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。

2)避免死锁。

该方法同样是属于事先预防的策略，但它并不须事先采取各种限制措施去破坏产生死锁的的四个必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。

3)检测死锁。

这种方法并不须事先采取任何限制性措施，也不必检查系统是否已经进入不安全区，此方法允许系统在运行过程中发生死锁。

但可通过系统所设置的检测机构，及时地检测出死锁的发生，并精确地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。

检测方法包括定时检测、效率低时检测、进程等待时检测等。

4)解除死锁。

这是与检测死锁相配套的一种措施。

当检测到系统中已发生死锁时，须将进程从死锁状态中解脱出来。

常用的实施方法是撤销或挂起一些进程，以便回收一些资源，再将这些资源分配给已处于阻塞状态的进程，使之转为就绪状态，以继续运行。

死锁的检测和解除措施，有可能使系统获得较好的资源利用率和吞吐量，但在实现上难度也最大。

如何避免代码中的并发问题并发问题是指在多个线程同时访问共享资源时可能引发的错误和不一致性。

解决并发问题的关键在于正确地实现线程安全，即使多个线程同时访问共享资源也不会引发错误或导致数据不一致。

下面是一些常见的避免并发问题的方法。

1.使用同步机制：同步机制可以确保在同一时间只有一个线程能够访问共享资源。

常用的同步机制有锁、信号量、条件变量等。

通过合理使用这些同步机制可以避免线程间的竞争和冲突。

2.避免共享状态：共享状态是指多个线程之间共同访问和修改的数据。

如果可能的话，可以尽量避免使用共享状态，而使用线程本地状态或者不可变对象来替代。

这样可以避免因为共享状态的修改而引发的并发问题。

3.使用线程安全的数据结构：在多线程环境下，使用线程安全的数据结构可以避免并发问题。

例如，使用线程安全的队列、哈希表等数据结构来存储和操作数据。

4.设计合理的线程间通信机制：线程间的通信是解决并发问题的关键。

合理的线程间通信机制可以确保线程之间的顺序和同步。

常用的线程间通信机制有管道、信号量、锁等。

5.避免死锁：死锁是指两个或多个线程因为互相等待对方释放资源而无法继续执行的状态。

为了避免死锁，可以使用一些常见的避免死锁的策略，例如避免循环等待、按照固定的顺序获取锁等。

6.尽量精简临界区：临界区是指一段代码中对共享资源的访问和修改。

为了减小并发问题的发生概率，可以尽量精简临界区，只在必要的代码段中进行共享资源的访问和修改。

7.使用原子操作：原子操作是一种不可分割的操作，在执行过程中不会被其他线程中断。

使用原子操作可以避免竞态条件和数据不一致的问题。

8.充分测试代码：并发问题往往比较隐蔽和复杂，因此在编写代码之后，应该充分测试代码，尤其是在多线程环境下运行时，要考虑各种可能的并发情况。

9.使用线程安全的库和框架：一些优秀的编程库和框架已经考虑了并发问题，并提供了线程安全的接口和数据结构。

使用这些库和框架可以减少自己实现线程安全的工作量。

操作系统面试题操作系统面试题不放过每一个知识点，尤其对容易混淆的东西要下更大工夫搞清楚，基础要牢固，店铺整理了一些操作系统面试题给大家，希望对你有所帮助!1. 进程和线程的区别。

进程(Process)：是操作系统分配资源的单位线程(Thread)：是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存。

同一进程内的线程间切换比进程间的切换要快,尤其是用户级线程间的切换。

2. 死锁的必要条件，怎么处理死锁。

死锁的必要条件：互斥条件。

某个资源在一段时间内只能由一个进程占有，不能同时被两个或两个以上的进程占有。

不可抢占条件。

进程所获得的资源在未使用完毕之前，资源申请者不能强行地从资源占有者手中夺取资源，而只能由该资源的占有者进程自行释放。

占有且申请条件。

进程至少已经占有一个资源，但又申请新的资源;由于该资源已被另外进程占有，此时该进程阻塞;但是，它在等待新资源之时，仍继续占用已占有的资源。

循环等待条件。

存在一个进程等待序列{P1，P2，...，Pn}，其中P1等待P2所占有的'某一资源，P2等待P3所占有的某一源，......，而Pn等待P1所占有的的某一资源，形成一个进程循环等待环。

解决死锁的方法：死锁的预防：基本思想是要求进程申请资源时遵循某种协议，从而打破产生死锁的四个必要条件中的一个或几个，保证系统不会进入死锁状态死锁的避免：不限制进程有关申请资源的命令，而是对进程所发出的每一个申请资源命令加以动态地检查(是否有发生死锁的可能性)，并根据检查结果决定是否进行资源分配。

这种方法的关键是确定资源分配的安全性。

(安全序列、银行家算法、虽然存在安全序列时一定不会有死锁发生，但是系统进入不安全状态(四个死锁的必要条件同时发生)也未必会产生死锁。

当然，产生死锁后，系统一定处于不安全状态)。

死锁的检测与恢复3. 内存管理方式：段存储，页存储，段页存储。

页存储：用户程序的地址空间被划分成若干固定大小的区域，称为“页”，相应地，内存空间分成若干个物理块，页和块的大小相等。

死锁产⽣条件以及预防和处理算法 ⼀、死锁的概念 在多道程序系统中，虽可借助于多个进程的并发执⾏，来改善系统的资源利⽤率，提⾼系统的吞吐量，但可能发⽣⼀种危险━━死锁。

所谓死锁(Deadlock),是指多个进程在运⾏中因争夺资源⽽造成的⼀种僵局(Deadly_Embrace),当进程处于这种僵持状态时，若⽆外⼒作⽤，它们都将⽆法再向前推进。

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。

⼆、死锁产⽣的原因 产⽣死锁的原因主要是： （1）因为系统资源不⾜。

（2）进程运⾏推进的顺序不合适。

（3）资源分配不当等。

如果系统资源充⾜，进程的资源请求都能够得到满⾜，死锁出现的可能性就很低，否则就会因争夺有限的资源⽽陷⼊死锁。

其次，进程运⾏推进顺序与速度不同，也可能产⽣死锁。

产⽣死锁的四个必要条件： （1）互斥条件：⼀个资源每次只能被⼀个进程使⽤。

（2）请求与保持条件：⼀个进程因请求资源⽽阻塞时，对已获得的资源保持不放。

（3）⾮抢占:进程已获得的资源，在末使⽤完之前，不能强⾏抢占。

（4）循环等待条件:若⼲进程之间形成⼀种头尾相接的循环等待资源关系。

三、死锁处理⽅法： （1）可使⽤协议以预防或者避免死锁，确保系统不会进⼊死锁状态； （2）可允许系统进⼊死锁状态，然后检测他，并加以恢复； （3）可忽视这个问题，认为死锁不可能发⽣在系统内部。

四、死锁预防 1、互斥：对于⾮共享资源，必须要有互斥条件； 2、占有并等待： 为了确保占有并等待条件不会出现在系统中，必须保证：当⼀个进程申请⼀个资源时，它不能占有其他资源。

⼀种可以使⽤的协议是每个进程在执⾏前申请并获得所有资源，可以实现通过要求申请资源的系统调⽤在所有的其他系统调⽤之前执⾏。

3、⾮抢占： 为了确保第三个条件不成⽴，可以使⽤如下协议：如果⼀个进程占有资源并申请另⼀个不能⽴即分配的资源，那么其现已分配资源都可被抢占； 4、循环等待： 为了确保循环等待条件不成⽴，⼀种可⾏的算法是：对所有资源进程排序，且要求每个进程按照递增顺序来申请进程。

判断死锁的公式(一)判断死锁的公式在计算机科学领域，死锁是指多个进程或线程因争夺系统资源而产生的一种阻塞现象，导致系统无法前进。

为了判断是否发生死锁，提出了一些公式和算法。

下面列举了几个常用的判断死锁的公式：1. 死锁必要条件死锁的发生需要满足以下四个条件： - 互斥条件：每个资源只能同时被一个进程或线程占用。

- 占有和等待条件：已经获得资源的进程可以等待其他资源，同时阻塞其他进程对已获得资源的访问。

- 不可抢占条件：已分配给进程的资源不能被强制性地抢占，只能由占有资源的进程释放。

- 循环等待条件：存在一个进程资源的循环等待链，每个进程都在等待下一个进程所占有的资源。

如果以上四个条件同时满足，就有可能发生死锁。

2. 死锁检测算法死锁检测算法可以根据系统资源的状态来判断是否发生死锁。

其中最著名的算法是银行家算法（Banker’s algorithm），其公式如下：Available: 各资源的可用数量Max: 各进程对各资源的最大需求Allocation: 各进程已分配到的资源数量Need = Max - Allocation: 各进程尚需的资源数量Work = AvailableFinish[i] = false，对所有进程i初始化为falsewhile (存在一个未标记完成的进程P){if (Need[P] <= Work){Work += Allocation[P]Finish[P] = true}P = 下一个未标记完成的进程}该算法通过判断系统是否存在一个安全序列来确定是否发生死锁。

3. 死锁预防公式死锁预防是在系统设计阶段采取措施，避免死锁的发生。

其中一个常用的公式是银行家公式（Banker’s formula），用于计算进程对资源的最大需求量。

公式如下：Need[i, j] = Max[i, j] - Allocation[i, j]其中，Need[i, j]表示进程i对资源j的最大需求量，Max[i, j]表示进程i对资源j的最大需求量，Allocation[i, j]表示进程i已分配到的资源j的数量。

死锁例子
进程P 进程 1 ： 申请打印机P 申请打印机 申请磁带机T 申请磁带机T … 释放磁带机T 释放磁带机 释放打印机 打印机P 释放打印机 … 进程P 进程 2 ： 申请磁带机T 申请磁带机 … 申请打印机 申请打印机P 打印机 … 释放打印机 打印机P 释放打印机 释放磁带机T 释放磁带机 …
安全性算法
从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程： (1) 从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：
① (Finish［i］=false；② Need［i,j］≤Work［j］) ；如果 (Finish［ =false； Need［i,j］≤Work［ 找到， (2)，否则， (3)； 找到，转(2)，否则， 转(3)；
死锁
死锁的概念 + 死锁定义 + 死锁的原因 + 死锁的必要条件 解决死锁的方法 + 预防死锁 + 避免死锁 + 检测和恢复死锁 检测和恢复死锁
死锁的概念
定义：死锁是指多个并发进程彼此等待对方所拥 定义： 有的资源， 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， 前不会释放自己所拥有的资源，从而使得各进程 不能继续向前推前。 不能继续向前推前。 原因： 原因： + 系统资源不足； 系统资源不足； + 进程推进顺序不合适； 进程推进顺序不合适；
（图 ） 1
银行家算法之例（ 银行家算法之例（二）
时刻的安全性： （1）T0时刻的安全性：
时刻存在一个安全序列{p ,因此系统是安全的 在T0时刻存在一个安全序列{p1,p3,p4,p2,p0} ,因此系统是安全的 。
银行家算法之例（ 银行家算法之例（三）
（2）P1请求资源：P1发出请求向量Request1(1，0，2)， P1请求资源：P1发出请求向量Request1(1， 请求资源 发出请求向量Request1(1 2)， 系统按银行家算法进行检查： 系统按银行家算法进行检查： 2) ① Request1(1, 0, 2)≤Need1(1, 2, 2) 2) ② Request1(1, 0, 2)≤Available1(3, 3, 2) 系统先假定可为P1分配资源， P1分配资源 ③ 系统先假定可为P1分配资源，并修改 Allocation1和Need1向量 向量， Available, Allocation1和Need1向量，由此形成的资源 中的圆括号所示。 变化情况如图 1中的圆括号所示。 再利用安全性算法检查此时系统是否安全。 ④ 再利用安全性算法检查此时系统是否安全。

数据库死锁的原因与解决方法概述：在数据库管理系统中，死锁是指两个或多个事务互相等待彼此持有的资源，从而导致系统处于无法前进的状态。

死锁可能会导致系统性能降低，甚至完全卡死，造成严重的影响。

本文将探讨数据库死锁的原因，并提供一些常见的解决方法。

原因：1. 事务之间的相互竞争：当多个事务同时申请数据库中的资源时，如果它们之间存在循环等待资源的情况，可能会导致死锁。

2. 不恰当的资源锁定顺序：如果事务对资源的锁定顺序不一致，也可能导致死锁的产生。

例如，事务A先锁定了资源X，然后等待资源Y，而事务B则先锁定了资源Y，然后等待资源X，这种情况可能会引发死锁。

3. 长时间持有事务锁：如果某个事务在执行期间持有锁的时间过长，并且在持有锁期间其他事务无法进行需要的操作，则可能导致其他事务等待并最终形成死锁。

解决方法：1. 死锁检测与解除：数据库管理系统可以通过检测死锁的发生来解决此问题。

一种常见的死锁检测方法是使用图论来建模死锁关系，并通过检测图中的循环来确定死锁的存在。

一旦死锁被检测到，系统可以选择中断一个或多个事务来解除死锁。

2. 适当的资源锁定顺序：为了避免死锁，事务在锁定资源时应该保持一致的顺序。

例如，可以按照资源的唯一标识符顺序进行锁定，或者根据资源的层次结构来确定锁定顺序。

3. 降低锁的粒度：减少事务对资源的锁定范围可以减少死锁的可能性。

例如，可以仅在必要时锁定资源的部分而不是全部，以使其他事务能够继续执行。

4. 设置合理的超时机制：为事务设置适当的超时机制，当一个事务无法获取所需的资源时，可以在一定时间内等待，超过设定的超时时间后放弃获取资源，以避免死锁的产生。

5. 优化数据库设计和查询语句：良好的数据库设计和查询语句可以减少事务之间的竞争，从而减少死锁的风险。

例如，合理使用索引、避免全表扫描、避免冗余数据等。

预防与预警：为了防止和及时处理死锁问题，可以采取以下预防与预警措施：1. 监控死锁情况：数据库管理系统可以提供死锁监控功能，实时监测死锁的发生情况，并及时发出预警。

国家开放大学《操作系统》形考任务1-3答案一、单选题1.操作系统的基本职能是（）。

【答案】控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行2. 按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（）。

【答案】系统软件3.在计算机系统中，操作系统是（）。

【答案】处于裸机之上的第一层软件4.现代操作系统的基本特征是（）、资源共享和操作的异步性。

【答案】程序的并发执行5.以下不属于操作系统具备的主要功能的是（）。

【答案】文档编辑6.为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。

这属于（）。

【答案】存储管理7.操作系统对缓冲区的管理属于（）的功能。

【答案】设备管理8.操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（）。

【答案】系统调用9.系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）。

【答案】只能通过用户程序间接使用10.在下列操作系统中，强调吞吐能力的是（）。

【答案】多道批处理系统11.批处理系统的主要缺点是（）。

【答案】失去了交互性12.为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（）。

【答案】分时系统13.下面不属于分时系统特征的是（）。

【答案】可靠性比实时系统要求高14.在分时系统中，时间片一定，则（），响应时间越长。

【答案】用户数越多15.实时操作系统追求的目标是（）。

【答案】快速响应16.工业过程控制系统中运行的操作系统最好是（）。

【答案】实时系统17.下列系统中，属于实时系统的是（）。

【答案】火车订票系统18.以下著名的操作系统中，属于多用户、分时系统的是（）。

【答案】UNIX系统19.UNIX操作系统核心层的实现结构设计采用的是（）。

【答案】层次结构20.UNIX命令的一般格式是（）。

【答案】命令名[选项] [参数]1.在操作系统中引入“进程”概念的主要目的是（）。

【答案】描述程序动态执行过程的性质2.进程与程序之间有密切联系，但又是不同的概念。

二者的一个本质区别是（）。

[整理]死锁的四个必要条件以及处理策略⽬录⼀、什么是死锁多线程以及多进程改善了系统资源的利⽤率并提⾼了系统的处理能⼒。

然⽽，并发执⾏也带来了新的问题：死锁。

死锁是指两个或两个以上的进程（线程）在运⾏过程中因争夺资源⽽造成的⼀种僵局（Deadly-Embrace [ɪm'breɪs]拥抱) ，若⽆外⼒作⽤，这些进程（线程）都将⽆法向前推进。

下⾯我们通过⼀些实例来说明死锁现象。

先看⽣活中的⼀个实例:2个⼈⼀起吃饭但是只有⼀双筷⼦，2⼈轮流吃（同时拥有2只筷⼦才能吃）。

某⼀个时候，⼀个拿了左筷⼦，⼀⼈拿了右筷⼦，2个⼈都同时占⽤⼀个资源，等待另⼀个资源，这个时候甲在等待⼄吃完并释放它占有的筷⼦，同理，⼄也在等待甲吃完并释放它占有的筷⼦，这样就陷⼊了⼀个死循环，谁也⽆法继续吃饭。

在计算机系统中也存在类似的情况。

例如，某计算机系统中只有⼀台打印机和⼀台输⼊设备，进程P1正占⽤输⼊设备，同时⼜提出使⽤打印机的请求，但此时打印机正被进程P2 所占⽤，⽽P2在未释放打印机之前，⼜提出请求使⽤正被P1占⽤着的输⼊设备。

这样两个进程相互⽆休⽌地等待下去，均⽆法继续执⾏，此时两个进程陷⼊死锁状态。

关于死锁的⼀些结论：参与死锁的进程数⾄少为两个参与死锁的所有进程均等待资源参与死锁的进程⾄少有两个已经占有资源死锁进程是系统中当前进程集合的⼀个⼦集死锁会浪费⼤量系统资源，甚⾄导致系统崩溃。

⼆、死锁、饥饿、活锁饥饿（Starvation[stɑr'veɪʃn]）指某⼀线程或多个线程在某种情况下⽆法获取所需要的资源，导致程序⽆法执⾏。

⽐如，当某个线程的优先级太低的时候，那么⾼优先级的线程会始终霸占着资源，⽽低优先级的线程由于⽆法得到相应的资源⽽⽆法⼯作。

活锁（Livelock）指的是线程不断重复执⾏相同的操作，但每次操作的结果都是失败的。

尽管这个问题不会阻塞线程，但是程序也⽆法继续执⾏。

活锁通常发⽣在处理事务消息的应⽤程序中，如果不能成功处理这个事务那么事务将回滚整个操作。