哈工大张英涛操作系统视频对应课件第20,21讲(全).pptVIP

竞争资源引起死锁 1）可剥夺和非剥夺性资源 2）竞争非剥夺性资源 3）竞争临时性资源 可剥夺和非剥夺性资源 资源分成两类： 可剥夺性资源：指某进程在获得这类资源后，该资源可以在被其他进程或系统剥夺。如：CPU、主存 不可剥夺性资源：当系统把这类资源分配给某进程后，再不能强行收回，只能在进程用完后自行释放，如磁带机、打印机。 竞争非剥夺性资源 非剥夺性资源的数量不能满足进程运行的需要，会使进程在运行过程中，因争夺这些资源而陷入僵局。 竞争临时性资源 临时性资源：由一个进程产生由另一个进程使用暂短时间后便无用的资源。 如：进程产生的消息 可能引起死锁 产生死锁的必要条件 （1）互斥条件 （2）请求和保持条件 （3）不剥夺条件 （4）环路等待条件 互斥条件 指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占有。如果此时还有其它进程请求该资源，则请求者只能等待，直至占有该资源的进程用毕释放。 请求和保持条件 指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又已被其他进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。 不剥夺条件 指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时自己释放。 环路等待条件 指在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环性链，即进程集合{P0，P1，P2，——，Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，——，Pn正在等待已被P0占用的资源。 处理死锁的基本方法 （1）预防死锁 （2）避免死锁 （3）检测死锁 （4）解除死锁 预防死锁 设置某些限制条件，破坏四个必要条件中的一个或几个条件。 简单、较易实现。 避免死锁 事先预防策略 在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态 可获得较高的资源利用率及系统吞吐量 实现上有一定的难度。 检测死锁 方法允许系统在运行过程中发生死锁。但可通过系统所设置的检测机构，及时地检测出死锁的发生，并精确地确定与死锁有关的进程和资源；然后，采取适当措施，从系统中将已发生的死锁清除掉。 解除死锁 与检测死锁相配套。 当检测到系统中已发生死锁时，须将进程从死锁状态中解脱出来。 常用方法是撤消或挂起一些进程。 预防死锁 互斥条件（ ） 请求和保持条件（ ） 不剥夺条件（ ） 环路等待条件（ ） 摒弃“请求和保持”条件 系统规定所有进程在开始运行之前，都必须一次性地申请其在整个运行过程所需的全部资源。 优点：简单、易实现且安全 摒弃“请求和保持”条件的缺点 资源被严重浪费，恶化了系统的利用率； 使进程延迟运行。 摒弃“不剥夺”条件 进程逐个地提出资源要求。当一个已经保持了某些资源的进程，再提出新的资源请求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持了的所有资源，待以后许需要时再重新申请。 进程已经占有的资源，在运行过程中会被暂时地释放掉，可认为是被剥夺 。 摒弃“不剥夺”条件的缺点 实现较复杂．代价大。 可能因为反复地申请和释放资源，而使进程的执行无限地推迟、延长了进程的周转时间增加系统开销、降低系统吞吐量。 摒弃“环路等待”条件 系统将所有的资源按类型进行线性排队，并赋予不同的序号。所有进程请求资源严格按资源序号递增的次序提出，防止出现环路． 摒弃“环路等待”条件的缺点 （1）序号必须相对稳定，限制了新设备类型的增加。 （2）作业(进程)使用资源顺序与系统规定的顺序不同而造成资源的浪费。 例如，某进程先用磁带机．后用打印机，但按系统规定该进程应先申请打印机而后申请磁带机，使先打印机长期闲置。 （3）限制了用户编程。 系统安全状态 指系统能按某种顺序如(P1，P2，…，Pn) ，来为每个进程分配其所需资源，直至最大需求，使每个进程都可顺序完成。若系统不存在这样一个安全序列、则称系统处于不安全状态。 系统进入不安全状态后可能 进入死锁 只要系统处于安全状态，系统便可避免进入死锁状态。 避免死锁的实质：如何使系统不进入不安全状态。 例：假定系统有三个进程P1、P2、P3．共有12台磁带机。进程P1总共要求10台磁带视，P2和P3分别要求4台和9台。 设在T时刻，进程P1、 P2、P3已分别获得；5台、2台和2台、尚有3台空闲未分． 判断系统在T时刻的安全性。 * * 操 作 系 统 第 20 讲 主讲人：张英涛 哈尔滨工业大学远程教育课程 I/O设备共享时的死锁情况 P1 P2 打印机 磁带机 P1:… Release(s1); Request(s3); … P2:… Release(s2); Request(s1); …