哲学家死锁造成的原因:我有你需要的,但你已经有了
饥饿与死锁的区别
死锁一旦发生一定又饥饿现象,但是饥饿现象产生不一定是死锁
历史上对于死锁的声音
死锁的方案
前面两个都是不允许死锁出现
前面都是概念性的东西
后面我们研究如何破坏死锁
保守派思想:
保守派是如何解决死锁的,根据前面,我们知道他们的思想是从源头切断死锁的出现
我们根据锁的特性进行判断
第一个互斥使用,如果我们让进程之间不互斥使用,那么如果有相同堆的资源,我们可以共享的,那么可能会出现数据冲突。
第二个不可剥夺,如果进程内的资源可以被任意抢夺,那么如果一个进程在运行,那么资源被随意抢占了,如何确保资源不会出错,就算保存资源,那么大量的进程切换一样会浪费大量资源。
第三个占有和等待,如果p1进程一直占用p2进程想要的资源,那么我将p1进程中p2需要的资源释放出来,让给p2,这样就可以解决p1占用资源和p2一直等待资源的问题,这个模型貌似是可行的。
第四个循环等待,和上面那个差不多,其他资源被占用,导致有进程一直循环等待资源释放,但这里的循环等待是一直循环等待,根本拿不到资源,解决掉他也能解决死锁。
上面这些特性有两个貌似是可以从根源上解决死锁的,但我们发现如果根据这些特性去编写程序,那么自由度,以及开发成本会直线上升,这不符合商业逻辑。
进步派思想:
死锁的避免
安全算法
我们先学一个银行杠杆模型
银行给借款人一个credits,达到credits立刻还款。
下图推演过程
假设一开始我们借给tom3万,bob4万,银行还剩三万。
我们需要推演,ben现在是否能向银行申请一万的借款
ben现在向银行申请一万的借款,那么银行批准之后,再向tom借款两万,立刻回笼五万。
回笼五万又向bob借款四万,立刻回笼八万。
然后银行借给ben6万,回笼7万。
最后得到ben可以得到这一万的借款。
注:给ben申请之后,需要严格按照推演流程进行贷款(这里不考虑借贷人是否有还款能力)。
假设ben要申请两万,那么银行会否让ben申请呢?
这个情况下银行应该是不会借给ben钱,而且会要求ben降额。
我们可以根据前面的模型将银行抽象成系统,将钱抽象成资源。
演算过程就是算法。
安全状态
我们需要给进步派思想的安全状态做个定义
我这里翻译一下第一句,可能不太准确。
在某一个特定的顺序,每个进程都能拿到它所需要的最大资源量,且避免出现死锁的情况,那么这个系统的状态就是安全的。正式一点来说,当且仅当存在一个安全的进程序列。
总之安全状态就是在一个状态下,有一串进程序列运行,这些进程不会产生死锁
不安全状态就是这个进程序列运行时会产生死锁。
我们需要根据银行算法来寻找这个系统存在的安全序列,去运行特定的程序。
银行家算法数据结构
我们根据max(需要的)的矩阵减去allocation(已有的)得到need矩阵,得到进程执行需要的资源矩阵。
算法如下
第一步:我们可以找到332资源可以先分配给p1和p3,我们先选择从p1开始
第二步:我们为将资源分配给p1,然后返回332+200等到可用资源532
第三步:532可以分配给p3和p4,我们选择p3
第四步:532分配给p3,我们得到532+211=743,现在我们需要的所有资源都可以被分配了,也就不需要继续向下分析了,大家可以自己分析一下。