操作系统课程课件8.ppt

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1、操作系统概念第八章：死锁本章主要内容系统模型死锁特点死锁处理办法死锁预防死锁避免死锁检测死锁恢复2死锁问题一组阻塞进程分别占有一定的资源并等待获取另外一些已经被同组其他进程所占有的资源。实例一系统拥有两个磁带驱动器P1和P2分别占有其中的一台，而且相互需要另外的一台。实例二信号量A和B，初始值都为1P0P1wait(A);wait(B)wait(B);wait(A)3过桥的实例48.1系统模型资源类型：R1,R2,…,RmCPU周期，内存空间，I/O设备每个资源类型Ri有Wi个实例每个进程用以下方式利用资源申请使用释放58.2死锁特点如果以下四个条件同时满足，那么就

2、会引起死锁互斥：至少有一个资源必须处于非共享模式；即一次只有一个进程使用。如果另一资源申请该资源，那么申请进程必须延迟直到该资源释放为止。占有并等待：一个进程必须占有至少一个资源，并等待另一资源，而该资源为其他进程所占有。非抢占：资源不能被抢占；即，只有进程完成其任务之后，才会释放其资源。循环等待：有一组进程{P0,P1,…,Pn}，P0等待的资源为P1所占有，P1等待的资源为P2所占有，Pn-1等待的资源为Pn所占有，Pn等待的资源为P0所占有。6资源分配图节点的集合V和边的集合EV分为两类P＝{P1,P2,……,Pn},系统活动进程的集合R={R1,R2,……,

3、Rm},系统所有资源类型的集合请求边：有向边P1->Rj分配边：有向边Rj->Pi78资源分配图实例9有死锁情况的资源分配图10存在环但无死锁的资源分配图11基本事实如果图不包含环，则不存在死锁如果图包含环，则如果每种资源类型只有一个实例，则死锁如果每种资源类型存在若干个实例，则只是有可能会发生死锁。128.3死锁处理方法可使用协议以预防或避免死锁，确保系统永远不会进入死锁状态可允许系统进入死锁状态，然后检测它，并加以恢复可忽略这个问题，认为死锁不可能在系统内发生。这种方法为绝大多数操作系统如UNIX使用。（鸼鸟算法）138.4死锁预防出现死锁有四个必要条件，只要确

4、保至少一个必要条件不成立，就能预防死锁发生。互斥通常不能通过否定互斥条件来预防死锁。有资源本身是非共享的。占有并等待当一个进程申请一个资源时，它不能占有其他资源。执行前申请并获得所有资源申请其他资源之前，必须释放其现在已分配的所有资源缺点资源利用率可能比较低可能发生饥饿14非抢占：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，那么其现已分配的资源都被抢占。通常应用于其状态可以保存和恢复的资源，如CPU寄存器和内存空间，不能适用于其他资源如打印机和磁带驱动器。循环等待对所有资源进行完全排序，且要求每个进程按递增顺序来申请资源158.5死锁避免避免死锁的另一种方法

5、要求有关如何申请资源的附加信息最简单且有效的模型要求每个进程事先声明它所需要的每种资源的最大数量死锁避免算法动态检查资源分配状态，以保证不存在循环等待的条件。资源分配状态通过可用资源数量、已分配资源数量，及进程最大申请数量来定义16安全状态当一个进程申请一个可用资源的时候，系统必须决定这次分配是否会使系统处在一种安全状态如果存在所有进程的一种安全序列，则系统是安全的进程序列，如果对于每个Pi，Pi申请的资源小于当前可用资源加上所有进程Pj（其中j

6、系统是安全的，则不会死锁如果系统不安全，可能会发生死锁死锁避免：确保系统永远不会进入不安全状态18安全、不安全、死锁状态空间19例子考虑一个系统，共有12台磁带驱动器和三个进程P0,P1,P2。其最大需求与当前占有量如下表所示最大需求当前占有P0105P142P292在时刻t0时，系统处于安全状态，因为顺序满足安全条件。如果在时刻t1时，进程P2申请并又得到了1台磁带驱动器，系统就不安全了。为什么？20资源分配图算法除了申请边和分配边外，可引入一新类型的边，称为需求边。需求边Pi->Rj表示进程Pi可能在将来某个时候申请资源Rj，用虚线表示当进程

7、Pi申请资源Rj时，需求边Pi->Rj变成了申请边。当进程Pi释放Rj时，分配边Rj->Pi变成了需求边。系统必须事先要求资源21死锁避免的资源分配图22资源分配图的不安全状态23银行家算法多实例每个进程必须事先声明资源最大使用量当一个进程申请资源时，有可能必须等待进程得到所有资源后，它必须在某个确定的时间之后将资源返回给系统24银行家算法的数据结构设n为系统进程个数，m为资源类型的种类Available：长度为m的向量。如果available[j]=k，那么资源类型Rj现有k个实例Max：n×m矩阵定义每个进程的最大需求。如果Max[i,j]=k,那么进程Pi