os中死锁问题研究

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1、万方数据2006年8月第4期(总第55期)济南职业学院学报JournalofJinanVocationalCollegeAug．2006No．4(Se,4alNo．55)OS中死锁问题研究孙泽宇(洛阳工业高等专科学校计算机系，河南洛阳471003)摘要：死锁问题是多用户操作系统的一个重要事件，是进程运行过程中对资源请求在时间上的冲突，通过对操作系统的瞬间状态研究，就可以避免死锁的发生。关键词：死锁；进程；操作系统；资源共享中图分类号：TP302文献标识码：A1引言在多道程序设计的计算机系统中，可能有多个进程一起竞争有限的资源，而这种竞争有时会导致计算机出死锁。所谓死锁就是多个进程竞争资源

2、而造成在时间上一种僵局。一般来说，如果一组进程都在等待某一事件的发生，而该事件必须由同组的其它进程来引发，则称该组进程处于死锁状态。时至今日，软件系统变得庞大复杂，系统资源的种类日益增多，特别是系统进程，用户进程的并发执行，相互通讯以及资源的动态申请等等，使得系统出现死锁的现象的可能性和频度大大增加。死锁的出现，给系统带来了极大的危害，使系统无法正常运行。为此，关于死锁问题的研究已成为操作系统理论的重要课题之一。它是设计、分析任何一个操作系统时必须认真考虑的一个问题。2产生死锁的原因产生死锁的原因可归结为两点，分别是竞争资源和进程间推进顺序非法。在竞争资源过程中，系统供多个进程共享的资源

3、如打印机、公用队列等，其数目不能满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。在进程问推进顺序不得当时也会引起死锁。例如，在请求和释放的顺序不得当，就会导致进程进入死锁。2．1可剥夺和非剥夺性资源系统把资源分成两类，一类是可剥夺性资源，是进程在获得这类资源后，该资源可以再被其他进程或系统剥夺。例如，优先权高的进程可以剥夺优先权低的进程的处理。另一类是不可剥夺性资源，当系统把这类资源分配给某进程后，再不能强行收回，只能在进程用完后自动释放。如打印机、扫描仪等。2．2竞争非剥夺性资源在系统中所配置的非剥夺性资源，由于它们的数量不能满足诸进程运行的需要，会使进程在运行过程中，因争夺这

4、些资源而陷入僵局进入死锁状态。例如，系统中只有一台打印机和一台扫描仪，分别用R。和R2代表，可供进程Pl和P2共享。如果P。已占用了打印机Ri，P2已占用了扫描仪R2。此时，若P2继续要求打印机，P2将阻塞；P1若要求扫描仪，P。也将阻塞。于是在P1与P2之间便形成了僵局，进入了死锁状态。2．3竞争临时性资源所谓临时性资源指的是由一个进程产生，被另一个进程使用暂短时间后便无用的资源，故也叫消耗性资源。它也可能引起死锁。如在进程之间通信时形成死锁的情况，Sl、S和％是临时性资源，进程Pl产生消息Sl，又要求从P3接收消息S；进程P3产生消息S3，又要求从进程P2接收其所产生的消息是；进程P

5、2产生消息S2，又要求接收进程Pl所产生的消息Sl。如果消息通信按下述顺序进行：P1．．⋯-·Release($I)；Request($3)⋯⋯P2：⋯⋯Release($2)；Request(S1)⋯⋯作者简介：孙泽宇(19r77一)，男，吉林长春人，洛阳工业高等专科学校计算机系助教。-50·万方数据P3：⋯⋯Release(S)；Request(S)⋯⋯并不可能发生死锁，但若改成下述的运行顺序Pl：⋯⋯Release($3)；Request(S『1)⋯⋯P2：⋯⋯Release(S1)；Request(S)⋯⋯P3：⋯⋯Release($2)；Request($3)⋯⋯则可能发生死锁

6、。3产生死锁的必要条件进程在运行过程中，可能发生死锁，但死锁的发生也必须具备一定的条件。我们可以推算出产生死锁的四个必要条件。3．1互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程占用，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。3．2请求和保持条件：指进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又已被其它进程所占有，此时请求进程阻塞，但又对自已已获得的其它资源保持不放。3．3不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。3．4环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在

7、一个进程——资源的环形链，即进程集合{P0，Pl，P2，P3，⋯Pn}中的Po正在等待一个Pl占用的资源；Pl正在等待P2占用的资源，Pn正在等待已被P0占用的资源。可以看出有死锁则必有环路，没有环路就必然没有死锁。原因环路是死锁的必要条件而不是充分条件。4死锁的预防与死锁的避免死锁的预防是采用某种策略，限制并发进程对资源的请求，从而使得产生死锁的必要条件在系统执行的任何时间都不满足。具体方法如下：4．1抢夺式分配：打破了资源的互斥