产生死锁的必要条件有哪些?如何预防死锁?
产生死锁的必要条件有互斥条件、占有并等待条件、不可剥夺条件和循环等待条件四个。预防死锁的方法:死锁预防、死锁避免、死锁检测及恢复和死锁忽略。
一、产生死锁的四个必要条件:
1、互斥条件:指一个资源在一段时间内只能由一个进程占用,其他进程需等待其释放。
2、占有并等待条件:指一个进程占有了部分资源,但还需要其他资源时,在等待其他资源的同时,不释放已拥有的资源。
3、不可剥夺条件:指一个进程占有的资源在完成任务之前不能被其他进程强行夺走,只能由该进程自愿释放。
4、循环等待条件:指存在一组进程,其中的每一个进程都在等待一个其他进程所占有的资源,且资源分配图是一个闭环。
二、预防死锁的方法主要有以下四种:
1、死锁预防:破坏死锁的四个必要条件之一,如:避免一个进程同时占有多个资源、让进程在开始时就申请所有所需资源等。
2、死锁避免:通过合理的资源分配策略确保系统始终处于安全状态,如:银行家算法。
3、死锁检测及恢复:在系统运行过程中检测死锁,发现死锁后采取措施恢复,如:撤销进程、逐步剥夺资源等。
4、死锁忽略:将死锁当作系统异常处理,通过重启系统或其他错误恢复机制解决。
死锁处理的策略和具体应用:
1、死锁预防策略
在实际应用中,可以通过对资源访问进行规划,例如按照一定顺序申请资源,避免同一时间占有多个资源等。这种策略适合于资源需求较为明确且可控的场景,例如数据库事务处理、多线程编程等。
2、死锁避免策略
在系统设计阶段,通过引入资源分配算法,如银行家算法等,对进程进行评估,确保系统始终处于安全状态。这种策略适用于资源需求和资源分配可以预测的场景,例如操作系统资源管理、分布式系统等。
3、死锁检测及恢复策略
在系统运行过程中,通过设计死锁检测机制,对死锁进行实时监控并在发现死锁时采取措施恢复。这种策略适用于资源需求和资源分配具有一定不确定性的场景,例如云计算、大规模分布式计算等。
4、实际应用
对于死锁忽略策略,实际应用中往往作为一种补充手段。在对系统性能和稳定性要求较高的场景下,可以设定一定的监控和报警机制,通过重启系统或其他错误恢复手段解决死锁问题,以保障系统的持续运行。