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一、基本概念
- 1.死锁是指两个以上的进程互相都要使用对方已占有的资源，导致资源无法继续运行下去的现象。
- 2.例如：吃饭需要使用2根筷子，张三有一根筷子，李四也有一根筷子，张三对李四说让李四的筷子给张三，张三吃完后再给李四，李四也是这么说的，然后双方一直僵持，导致都没吃上饭
二、死锁的条件
- 1.死锁的四个必要条件为：互斥条件，保持和等待条件，不可剥夺条件，环路等待条件，四个条件缺一不可，同时满足才能形成死锁
- 2.互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用，如果资源是共享的，所有进程都可以使用，就不会产生死锁的现象。一根筷子要么被张三使用，要么被李四使用
- 3.保持和等待条件：一个进程因请求其它资源被阻塞时，也不释放已获得的资源。保持自己持有的资源，等待他人释放资源。张三持有一根筷子，等待李四给筷子；李四持有一根筷子，等待张三给筷子
- 4.不剥夺条件：有些系统资源是不可剥夺的，当进程已获得不可剥夺的资源，系统不能强行收回，只能等进程完成时自己释放。张三还差一根筷子，不能强行抢李四的筷子，必须得等李四主动给才行
- 5.环路等待条件：若干个进程形成资源申请环路，每个都占用对方要申请下一个资源。张三要李四的筷子，李四要张三的筷子，形成环状；若王五也有一根筷子给了张三，则破坏了环状，可以破除死
三、解决死锁
3.1 预防死锁
- 1.破坏导致死锁的4个必要条件之一就可以预防死锁，属于事前检查
- 2.预先静态分配法：用户申请资源时，申请所需的全部资源，破坏保持和等待条件，不需要等待其它进程释放的资源。一次性给张三2根筷子，吃完后释放掉2根筷子，然后一次性给李四2根筷子
- 3.资源有序分配法：将资源分层排序，保证不形成环路，得到上一层资源后，才能够申请下一层资源。给筷子加上编号，1号筷子和2号筷子，首先给张三分配1号筷子，李四等待，然后给张三分配2号筷子，张三吃完后，释放1号筷子，分配1号筷子给李四，张三释放2号筷子，分配2号筷子给李四
3.2 避免死锁
- 1.避免是指进程在每次申请资源时判断这些操作是否安全，属于事前检查
- 2.银行家算法：对进程发出的资源请求进行检测，如果发现分配资源后系统进入不安全状态，则不予分配，否则分配。安全但会增加系统的开销
3.3 检测死锁
- 1.使用死锁检测方法，此方法对资源的分配不加限制，允许死锁产生。但系统定时运行一个死锁检测程序，如果检测到死锁则去解除
3.4 解除死锁
- 1.资源剥夺法：从一些进程那强行剥夺足够数量的资源分配给死锁进程
- 2.撤销进程法：根据某种策略逐个地撤销死锁进程，直到解除死锁为止
四、进程管理
- 1.进程管理是操作系统的核心，设计不当会出现死锁问题。
- 2.如果进程在等待一件不可能发生的事，进程就死锁了
- 3.如果多个进程产生死锁，就会造成系统死锁
- 4.系统不可能发生死锁的最小资源数：（w-1)*m+1<=n
- 5.每个进程都需要w个资源，一共m个进程，在极端情况下，每个进程都分配到了w-1个资源，所以都无法完成任务，则会死锁，再给其中任意一个进程分配1个资源，那么该进程拿到了w个资源，则可以完成任务，释放掉资源后，其它进程也可以依次拿到w个资源完成任务
五、最小资源数计算
5.1 例题1
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1.系统有5个进程：A、B、C、D、E。这5个进程都需要4个系统资源。如果系统至少有多少个资源，则不可能发生死锁。
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2.一定死锁的情况：某个进程分配了3个资源，其它进程均没有分配到资源。极端情况下，所有资源都给一个进程，对于A，需要4块钱才能办事，给A零到三块钱，都不会办事的。因此资源小于4时，一定会发生死锁。
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3.可能正常执行的情况：极端情况下，4个资源都分配给同一个进程，即
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4.可能死锁的情况，极端情况下，15个资源平均分配给5个进程，即每个进程分配到3个资源，即
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5.因此资源数在4到15个时，可能死锁，可能正常执行
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6.当资源数大于15时，必定不会死锁，即
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7.假设第16号资源给到进程B，进程B得到资源后，运行完，释放了4个资源，再将释放资源分配其它任意进程，其它进程均可完成任务，释放所持有的资源
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8.因此资源数大于15时，必定不会死锁