操作系统产生死锁的原因和处理策略

对于死锁一般有三种处理策略：预防死锁、避免死锁、死锁的检测及解除

• 预防死锁

• 避免死锁

该方法同样属于事先预防，但它并不事先采取各种限制措施去破坏产生死锁的四个必要条件，而是在动态分配资源的过程中，用一些算法来防止系统进入不安全状态，避免死锁的发生。

具体策略如下：

1. 如果进程请求的资源会导致死锁，系统就拒绝启动该进程；

2. 如果对一个资源的分配会导致下一步的死锁，系统就拒绝本次分配；

显然要避免死锁，系统必须事先知道所拥有的资源数量及其属性。

一个著名的避免死锁的算法是银行家算法。

银行家算法是DijkstraE W于1968年提出的。之所以称为银行家算法，是因为该算法可用于银行系统。

所谓银行家算法，是指分配资源之前先确定资源分配是否会造成系统死锁。如果会死锁，则不分配，只有确认不会死锁后才进行分配。

银行家算法，需要按如下原则判断是否分配资源：

• 新进程进入系统时，它必须说明对各类资源的最大需求量，这一数量不能超过系统的资源总数。只有满足这一条件系统才接纳该进程。

• 当进程申请一组资源时，该算法需要检查进程对各类资源的最大需求量，如果系统现存的各类资源的数量可以满足此时的资源最大需求量时，就分配资源；否则进程必须等待，直到其他进程释放足够的资源为止。
• 进程需要在一定时间内无条件地归还它所申请的全部资源。

• 死锁的检测及解除

  死锁预防和避免都是对资源分配进行适当限制，属于事前措施，并不利于系统资源的充分共享。而死锁检测不会试图阻止死锁，即在死锁发生前不会做任何操作，只是通过设 置的检测机制，检测当前是否发生死锁。若发生死锁，则采取一些措施来 解除死锁。

  判断死锁的法则主要基于第四条死锁的必要条件：

• 资源分配路径中没有环路，则系统不会出现死锁

• 资源分配路径中存在环路，则系统可能出现死锁
• 如果环路中的每个资料类中都只有一个资源，则系统存在死锁
• 如果环路中的每个资源类的资源个数不止一个，则环路的存在是产生死锁的必要条件但不是充分条件

• 资源剥夺法

• 进程撤销法

• 一次性撤销陷入死锁的所有进程，回收所有占用的资源，等死锁解除后，再重新运行进程。

• 逐个撤销陷入死锁的进程，依次回收其资源并重新分配，直至死锁解除。可以优先撤销优先级低、预计剩余执行时间最长、CPU消耗时间少的进程。

• 进程回退法

让所有的进程回退到系统保存的检查点，这种方法要求系统建立并保存检查点、建立回退机制。

• 系统重启法 结束所有进程并重启系统。这种方法很简单，但损失很大，先前的工作可能都浪费了。