Question

死锁预防

Answer 1

应用的比较多的是死锁的检测和预防，死锁产生的有下列四个条件:

1、互斥

2、占有且等待

3、不可抢占

4、环路等待

这四个条件都是死锁发生所必须的条件，只要破坏这其中的某一个条件就行了

操作系统中有若干进程并发执行， 它们不断申请、使用、释放系统资源，虽然系统的进

程协调、通信机构会对它们进行控制，但也可能出现若干进程都相互等待对方释放资源才能

继续运行，否则就阻塞的情况。此时，若不借助外界因素， 谁也不能释放资源， 谁也不能解

除阻塞状态。根据这样的情况，操作系统中的死锁被定义为系统中两个或者多个进程无限期

地等待永远不会发生的条件，系统处于停滞状态，这就是死锁。

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) 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。

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

1/3页

的情况下占用资源。因此，对资源的分配要给予合理的规划。

死锁的防止方法:如果有死锁形成，则4个必要条件一定同时成立，于是，只要采用的资源分配策略能使其中之一不成立，则就能防止死锁的发生。

(1)互斥条件

要使互斥使用资源的条件不成立，唯一的资源分配策略是允许进程共享资源。

如“只读文件”是一种很好的共享资源。

要破坏“互斥使用资源”的条件经常是行不通的。如:打印机不能被多个进程共享。对可共享的磁盘来说，任何时刻也只允许一个进程启动它。

(2)占有并等待条件

要是占有并等待资源的条件不成立，经常使用两种资源分配策略:静态分配资源和释放已占资源。

静态分配资源策略(也称为预分配资源)——要求每个进程在开始执行前就申请它所需要的全部资源，仅当系统能满足进程的资源申请要求且把资源分配给进程后，该进程才能开始执行。

特点:静态分配资源的策略实现简单，但降低了资源的利用率。

释放已占资源策略——这种分配策略是仅当进程没有占有资源时才允许它去申请资源。如果进程已占用了某些资源而又要再申请资源，则它应先归还所占的资源后再申请新资源。

特点:仍会使进程处于等待资源状态，但不会出现占有了部分资源再等待其它资源的现象。

(3)可抢夺条件

抢占式资源分配策略:要使不可抢占其它进程占有的资源不成立，可以约定如下:如果一个进程已经占有了某些资源又要申请新资源，而新资源不能满足必须等待时，系统可以

2/3页

抢夺该进程已有的资源。具体做法如下:

一个进程申请的资源尚未被占用，则系统可把资源分配给该进程。

若进程A申请的资源R已被进程B占用，则查看进程B的状态。如果进程B处于等待另一个资源的状态，那么就抢夺进程B已占的资源R并把R分配给进程A;如果进程B不是处于等待资源状态，则让进程A处于等待资源R的状态。

一个等待资源的进程只有再得到自己申请的新资源和所有被抢夺的老资源后才能继续执行。

这种可抢夺的资源分配策略不是对所有资源都适用的，它只适合于主存和处理器。

例如:对打印机、磁带机等就不能采用抢夺的方式，否则会造成混乱。

(4)循环等待条件

按序分配资源——要使循环等待条件不成立可采用按序分配的资源分配策略。具体做法是把系统中所有资源排序，对每个资源确定一个编号，规定任何一个进程申请两个以上的资源时，总是先申请编号最小的资源，再申请编号大的资源。