操作系统原理学习笔记（十五）-死锁概述

操作系统原理学习笔记目录

资源问题

• 可重用性资源：
  每个资源仅能分配给一个进程使用，不允许共享。
  使用资源时，先请求资源，再使用资源，最后释放资源。
  系统中该资源数目固定，进程运行时不能创建与删除。
• 可消耗性资源：
  在进程运行时可变化。
  进程运行时可创建。
  进程运行时可消耗。
  资源一般由生产者创建，消费者消耗，典型的是进程间通信的消息。
• 可抢占性资源：该资源可被抢占，如处理机的抢占。
• 不可抢占性资源：不可被抢占的资源。

计算机系统中的死锁

死锁现象于P115页有图解。

• 竞争不可抢占性资源引起死锁：两个进程同时访问一不可抢占性资源，且都希望对方关闭该文件，因此会无限期等待，陷入死锁。
• 竞争可消耗资源引起死锁：有两个进程向对方发送消息后再接受对方的消息，此时可以正常运行。但当进程要求先收消息再发消息时，会陷入死锁。
• 进程推进顺序不当引起死锁：进程A的执行是先请求MN资源，后释放MN资源，进程B也是请求MN资源，后释放MN资源，当A运行后再执行B，会正常运行。但当进程A未结束，进程B开始运行，此时可能出现MN资源同时被请求，此时运行出错。

死锁的定义

一组进程发生死锁时，该组进程中每个死锁进程都在等待另一个死锁进程占用的资源。
导致这组进程无限制等待下去。

产生死锁的必要条件

四个必要条件都满足，才会产生死锁。

• 互斥条件：占用的资源是互斥的。
• 请求和保持条件：进程占用了一临界资源，又请求了一新的临界资源。
• 不可抢占条件：进程占用的资源仅可在进程使用完后释放。
• 循环等待条件：死锁的进程会存在资源的循环链，如A需求B资源，B需求C资源，C需求A资源。

处理死锁的方法

• 预防死锁：设置某些限制条件，防止四个条件同时满足。
• 避免死锁：同样是实现预防策略，是在资源的动态分配过程中，用某方法防止进程进入不安全状态。
• 检测死锁：无需预防，在检测机构检测到死锁后，采取适当措施处理。
• 解除死锁：检测到死锁时，通过撤销进程，回收资源来解除死锁。

四种方法从上到下对死锁的防范程度逐渐减弱，资源利用率提高，进程因资源因素而阻塞的频度下降（并发程度提高）。