死锁

死锁 概述： 死锁是指两个或者多个进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种僵局状态，若无外力作用，它们都将无法向前推进。死锁发生的原因通常是由于进程之间竞争有限的资源，以及进程运行推进的顺序不当。 1. 死锁的概念和特点 死锁是指由于系统资源竞争或进程推进顺序不当等原因，导致两个或多个进程永久地互相等待的一种情况。死锁具有以下特点： - 互斥条件：进程对所分配到的资源进行排他性使用，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。如果此时还有其他进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程释放该资源。 - 不可剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，只有自己使用完毕后才释放该资源。 - 请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。 - 循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。 2. 死锁产生的原因 2.1 竞争有限的资源 在计算机系统中，资源是有限的，如内存、CPU等。当多个进程同时请求一些资源并且这些资源无法被共享时，可能会产生死锁。例如，进程1请求资源A，进程2请求资源B，进程1又需要资源B，而进程2又需要资源A，这样就形成了循环等待，导致死锁的发生。 2.2 进程运行推进顺序不当 进程运行的推进顺序不当也是死锁的原因之一。如果进程在请求资源时的顺序不一致，可能导致死锁的发生。例如，进程1先请求资源A，再请求资源B，而进程2先请求资源B，再请求资源A，这样可能造成两个进程都被阻塞，无法继续执行下去。 3. 死锁的预防和避免 3.1 死锁的预防 - 破坏互斥条件：通过设计合适的算法和策略，使资源可以被多个进程共享，而不是互斥使用。例如，引入读写锁来允许多个进程同时读取同一资源。 - 破坏不可剥夺条件：当某个进程占有一些资源时，如果该进程请求其他资源失败，可以释放它已经占有的资源，让其他进程使用。 - 破坏请求和保持条件：设计进程在开始执行时一次性请求所需要的全部资源，而不是逐个请求。如果某个资源无法满足请求，则释放已获得的资源。 - 破坏循环等待条件：通过对各个资源进行排序，规定进程只能按照同一顺序请求资源，从而避免循环等待。 3.2 死锁的避免 避免死锁的方法是在资源分配前，对系统进行静态检查，通过合理的安全检查和资源分配策略，来避免进程产生死锁的可能性。例如，采用银行家算法来分配资源。 避免死锁的关键是在资源分配过程中，遵循安全序列，即使在最坏情况下，系统也能够为所有的进程分配足够的资源，使它们按照请求资源的顺序顺利执行下去。 总结： 死锁是计算机系统中一种常见的并发问题，它使得多个进程无法继续向前推进，导致系统资源的浪费和运行效率的降低。死锁的产生主要是因为进程之间竞争资源和进程运行推进顺序不当的原因。为了避免和解决死锁问题，可以采取预防措施和避免措施。预防死锁是通过设计合适的算法和策略来避免进程产生死锁的可能性，而避免死锁则是在资源分配前进行系统静态检查，以保证资源分配的安全性。通过合理的操作和策略，我们可以最大限度地降低死锁的发生概率，提高系统的稳定性和运行效率。