避免死锁的银行家算法
① 银行家算法是通过破坏()来避免死锁的。 A 互斥条件 B部分分配条件 C不可抢占条件 D循环等待条件
A肯定是不对的,A不但不能破坏还得加强,本题答案是D 循环等待条件,银行家算法形成一个资源分配表,这样就不可能出现环路了
② 网络操作系统中的银行家算法是什么
利用银行家算法避免死锁
. 银行家算法
设Requesti是进程Pi的请求向量,如果Requesti[j]=K,表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后,系统按下述步骤进行检查:
(1) 如果Requesti[j]≤Need[i,j],便转向步骤2;否则认为出错,因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。
(2) 如果Requesti[j]≤Available[j],便转向步骤(3);否则, 表示尚无足够资源,Pi须等待。
(3) 系统试探着把资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值:
Available[j]∶=Available[j]-Requesti[j];
Allocation[i,j]∶=Allocation[i,j]+Requesti[j];
Need[i,j]∶=Need[i,j]-Requesti[j];
(4) 系统执行安全性算法,检查此次资源分配后,系统是否处于安全状态。若安全,才正式将资源分配给进程Pi,以完成本次分配;否则, 将本次的试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程Pi等待。
(3) 系统试探着把资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值:
Available[j]∶=Available[j]-Requesti[j];
Allocation[i,j]∶=Allocation[i,j]+Requesti[j];
Need[i,j]∶=Need[i,j]-Requesti[j];
(4) 系统执行安全性算法,检查此次资源分配后,系统是否处于安全状态。若安全,才正式将资源分配给进程Pi,以完成本次分配;否则, 将本次的试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程Pi等待。
(3) 系统试探着把资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值:
Available[j]∶=Available[j]-Requesti[j];
Allocation[i,j]∶=Allocation[i,j]+Requesti[j];
(4) 系统执行安全性算法,检查此次资源分配后,系统是否处于安全状态。
③ 银行家算法的算法实现
在避免死锁的方法中,所施加的限制条件较弱,有可能获得令人满意的系统性能。在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态,只要能使系统始终都处于安全状态,便可以避免发生死锁。
银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。它是最具有代表性的避免死锁的算法。
设进程cusneed提出请求REQUEST [i],则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i],则转(2);否则,出错。
(2)如果REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[i],则转(3);否则,等待。
(3)系统试探分配资源,修改相关数据:
AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i];
ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];
NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];
(4)系统执行安全性检查,如安全,则分配成立;否则试探险性分配作废,系统恢复原状,进程等待。 (1)设置两个工作向量Work=AVAILABLE;FINISH
(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程,
FINISH==false;
NEED<=Work;
如找到,执行(3);否则,执行(4)
(3)设进程获得资源,可顺利执行,直至完成,从而释放资源。
Work=Work+ALLOCATION;
Finish=true;
GOTO 2
(4)如所有的进程Finish= true,则表示安全;否则系统不安全。
银行家算法流程图
算法(C语言实现) #include<STRING.H>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<CONIO.H>/*用到了getch()*/#defineM5/*进程数*/#defineN3/*资源数*/#defineFALSE0#defineTRUE1/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/intMAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*系统可用资源数*/intAVAILABLE[N]={10,5,7};/*M个进程已分配到的N类数量*/intALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};/*M个进程已经得到N类资源的资源量*/intNEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*M个进程还需要N类资源的资源量*/intRequest[N]={0,0,0};voidmain(){inti=0,j=0;charflag;voidshowdata();voidchangdata(int);voidrstordata(int);intchkerr();showdata();enter:{printf(请输入需申请资源的进程号(从0到);printf(%d,M-1);printf():);scanf(%d,&i);}if(i<0||i>=M){printf(输入的进程号不存在,重新输入!
);gotoenter;}err:{printf(请输入进程);printf(%d,i);printf(申请的资源数
);printf(类别:ABC
);printf();for(j=0;j<N;j++){scanf(%d,&Request[j]);if(Request[j]>NEED[i][j]){printf(%d,i);printf(号进程);printf(申请的资源数>进程);printf(%d,i);printf(还需要);printf(%d,j);printf(类资源的资源量!申请不合理,出错!请重新选择!
);gotoerr;}else{if(Request[j]>AVAILABLE[j]){printf(进程);printf(%d,i);printf(申请的资源数大于系统可用);printf(%d,j);printf(类资源的资源量!申请不合理,出错!请重新选择!
);gotoerr;}}}}changdata(i);if(chkerr()){rstordata(i);showdata();}elseshowdata();printf(
);printf(按'y'或'Y'键继续,否则退出
);flag=getch();if(flag=='y'||flag=='Y'){gotoenter;}else{exit(0);}}/*显示数组*/voidshowdata(){inti,j;printf(系统可用资源向量:
);printf(***Available***
);printf(资源类别:ABC
);printf(资源数目:);for(j=0;j<N;j++){printf(%d,AVAILABLE[j]);}printf(
);printf(
);printf(各进程还需要的资源量:
);printf(******Need******
);printf(资源类别:ABC
);for(i=0;i<M;i++){printf();printf(%d,i);printf(号进程:);for(j=0;j<N;j++){printf(%d,NEED[i][j]);}printf(
);}printf(
);printf(各进程已经得到的资源量:
);printf(***Allocation***
);printf(资源类别:ABC
);for(i=0;i<M;i++){printf();printf(%d,i);printf(号进程:);/*printf(:
);*/for(j=0;j<N;j++){printf(%d,ALLOCATION[i][j]);}printf(
);}printf(
);}/*系统对进程请求响应,资源向量改变*/voidchangdata(intk){intj;for(j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];}}/*资源向量改变*/voidrstordata(intk){intj;for(j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j];}}/*安全性检查函数*/intchkerr()//在假定分配资源的情况下检查系统的安全性{intWORK[N],FINISH[M],temp[M];//temp[]用来记录进程安全执行的顺序inti,j,m,k=0,count;for(i=0;i<M;i++)FINISH[i]=FALSE;for(j=0;j<N;j++)WORK[j]=AVAILABLE[j];//把可利用资源数赋给WORK[]for(i=0;i<M;i++){count=0;for(j=0;j<N;j++)if(FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK[j])count++;if(count==N)//当进程各类资源都满足NEED<=WORK时{for(m=0;m<N;m++)WORK[m]=WORK[m]+ALLOCATION[i][m];FINISH[i]=TRUE;temp[k]=i;//记录下满足条件的进程k++;i=-1;}}for(i=0;i<M;i++)if(FINISH[i]==FALSE){printf(系统不安全!!!本次资源申请不成功!!!
);return1;}printf(
);printf(经安全性检查,系统安全,本次分配成功。
);printf(
);printf(本次安全序列:);for(i=0;i<M;i++)//打印安全系统的进程调用顺序{printf(进程);printf(%d,temp[i]);if(i<M-1)printf(->);}printf(
);return0;}
④ 银行家算法怎么是预防死锁
银行家算法是最有代表性的避免死锁算法,是Dijkstra提出的银行家算法。
这是由于该算法能用于银行系统现金贷款的发放而得名。 银行家可以把一定数量的资金供多个用户周转使用,为保证资金的安全,银行家规定: (1)当一个用户对资金的最大需求量不超
⑤ 避免死锁的方法有哪些
1、避免给一个锁嵌套上锁,在持有一个锁的时候,不要再给这个锁上锁。如果使用多个锁,使用std::lock。
2、在持有锁时,不要调用别人提供的函数,因为你不清楚别人的代码怎么实现的,不知道它是不是在使用锁。
3、给多个锁上锁时,固定顺序。如果在给多个所上锁,并且无法使用std::lock,最好的做法就是在每一个线程中,都按照同样的顺序。
4、分层次来使用锁,把程序分成几个层次。区分每个层次中使用的锁,当一个线程已经持有更低层次的锁时,不允许使用高层次的锁。可以在程序运行时给不同的锁加上层次号,记录每个线程持有的锁。
(5)避免死锁的银行家算法扩展阅读:
解决方法
在系统中已经出现死锁后,应该及时检测到死锁的发生,并采取适当的措施来解除死锁。
死锁预防。
这是一种较简单和直观的事先预防的方法。方法是通过设置某些限制条件,去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或者几个,来预防发生死锁。预防死锁是一种较易实现的方法,已被广泛使用。但是由于所施加的限制条件往往太严格,可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。
死锁避免。
系统对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查,并根据检查结果决定是否分配资源;如果分配后系统可能发生死锁,则不予分配,否则予以分配。这是一种保证系统不进入死锁状态的动态策略。
死锁检测和解除。
先检测:这种方法并不须事先采取任何限制性措施,也不必检查系统是否已经进入不安全区,此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。检测方法包括定时检测、效率低时检测、进程等待时检测等。
然后解除死锁:采取适当措施,从系统中将已发生的死锁清除掉。
这是与检测死锁相配套的一种措施。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。常用的实施方法是撤销或挂起一些进程,以便回收一些资源,再将这些资源分配给已处于阻塞状态的进程,使之转为就绪状态,以继续运行。死锁的检测和解除措施,有可能使系统获得较好的资源利用率和吞吐量,但在实现上难度也最大。
⑥ 银行家算法
什么是银行家算法:
银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源,但系统在进行资源分配之前,应先计算此次分配资源的安全性,若分配不会导致系统进入不安全状态,则分配,否则等待。为实现银行家算法,系统必须设置若干数据结构。
要解释银行家算法,必须先解释操作系统安全状态和不安全状态。
安全序列是指一个进程序列{P1,…,Pn}是安全的,如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n),它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
安全状态
如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1,…,Pn,则系统处于安全状态。安全状态一定是没有死锁发生。
不安全状态
不存在一个安全序列。不安全状态不一定导致死锁。
原理:
我们可以把操作系统看作是银行家,操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金,进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。
为保证资金的安全,银行家规定:
(1) 当一个顾客对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金时就可接纳该顾客;
(2) 顾客可以分歧贷款,但贷款的总数不能超过最大需求量;
(3) 当银行家现有的资金不能满足顾客尚需的贷款数额时,对顾客的贷款可推迟支付,但总能使顾客在有限的时间里得到贷款;
(4) 当顾客得到所需的全部资金后,一定能在有限的时间里归还所有的资金.
操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源,当进程首次申请资源时,要测试该进程对资源的最大需求量,如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源,否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时,先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则拒绝分配资源,若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量,若能满足则按当前的申请量分配资源,否则也要推迟分配。
程序举例:
已知进程{P0,P1,P2,P3,P4},有三类系统资源A、B、C的数量分别为10、5、7,在T0时刻的资源
(1)若进程P1请求资源,发出请求向量Request1(1,0,2),编写程序用银行家算法判断系统能否将资源分配给它;
(2)若进程P2提出请求Request(0,1,0),用银行家算法程序验证系统能否将资源分配给它。
程序代码:
P1进程提出的请求,可以分配。
P2进程不能分配,因为请求的B类资源超过了它的最大值。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define MAXSIZE 50
void main()
{
unsigned int Available[MAXSIZE]; //可利用资源向量
unsigned int Max[MAXSIZE][MAXSIZE]; //最大需求矩阵
unsigned int Allocation[MAXSIZE][MAXSIZE]; //已分配矩阵
unsigned int Need[MAXSIZE][MAXSIZE]; //需求矩阵
unsigned int Request[MAXSIZE]; //请求向量
unsigned int Work[MAXSIZE]; //工作向量
bool Finish[MAXSIZE]; //是否有足够资源分配给进程,使之运行完成
unsigned int SafeSequence[MAXSIZE]; //安全序列
int i,j;
int p; //请求资源的进程的下标
int temp = 0; //安全序列下标
int total = 0;
int N;
int M;
printf("请输入进程数N=");
scanf("%d",&N);
printf("请输入资源种类数M=");
scanf("%d",&M);
//用户输入数据,初始化Available数组
printf("初始化可用资源数组:\n");
for(i=0; i<M; i++)
{
printf("\t%c类资源:",65+i);
scanf("%d",&Available[i]);
}
//用户输入数据,初始化Max数组
printf("初始化最大需求数组:\n");
for(i=0; i<N; i++)
{
printf("\tP%d进程最大需要\n",i);
for(j=0; j<M; j++)
{
printf("\t\t%c类资源:",65+j);
scanf("%d",&Max[i][j]);
}
}
//用户输入数据,初始化Allocation数组
printf("初始化已分配资源数组:\n");
for(i=0; i<N; i++)
{
printf("\tP%d进程已分配\n",i);
for(j=0; j<M; j++)
{
printf("\t\t%c类资源:",65+j);
scanf("%d",&Allocation[i][j]);
}
}
//初始化Need数组
for(i=0; i<N; i++)
for(j=0; j<M; j++)
{
Need[i][j] = Max[i][j] - Allocation[i][j];
}
//进程发出资源请求后检查
do
{
printf("资源请求:\n");
printf("\t输入请求资源的进程下标:");
scanf("%d",&p);
printf("\t进程P%d请求\n",p);
//初始化请求向量
for(i=0; i<M; i++)
{
printf("\t\t%c类资源:",65+i);
scanf("%d",&Request[i]);
}
for(i=0; i<M; i++) //检查Request <= Need ?
if(Request[i] > Need[p][i])
{
printf("\t请求的%c类资源数超过它所宣布的最大值!\n",65+i);
break;
}
if(i == M) //通过上层检查,继续检查Request <= Available ?
{
for(i=0; i<M; i++)
if(Request[i] > Available[i])
{
printf("\t尚无足够%c类资源,P%d须等待!\n",65+i,p);
break;
}
}
if(i == M) //尝试分配
{
for(i=0; i<M; i++)
{
Available[i] -= Request[i];
Allocation[p][i] += Request[i];
Need[p][i] -= Request[i];
}
}
}while(i<M);
//初始化Work,Finish向量
for(i=0; i<M; i++)
{
Work[i] = Available[i];
}
for(i=0; i<N; i++)
{
Finish[i] = false;
}
//安全性算法
do
{
total = temp;
for(i=0; i<N; i++)
{
if(Finish[i] == false)
{
for(j=0; j<M; j++)
if(Need[i][j] > Work[j])
{
break;
}
if(j == M) //各类资源都满足Need <= Work
{
for(j=0; j<M; j++)
{
Work[j] += Allocation[i][j]; //释放资源
}
Finish[i] = true;
SafeSequence[temp++] = i; //加入安全序列
}
}
}
}while(total != temp); //所有进程检查一遍之后,如果安全序列有变化,则进行下一轮
//否则说明所有的Finish都为true,或者因没有安全序列退出循环
if(temp == N)
{
printf("安全序列:");
for(temp=0; temp<N; temp++)
{
printf("P%d ",SafeSequence[temp]);
}
}
else
{
printf("系统处于不安全状态!不能分配!\n");
}
getchar();
getchar();
}
这个程序还行,输入有点麻烦,我自己编写的是用文件输入系统描述信息的,但是缺少说明,怕你搞不明白。希望对你有所帮助!
⑦ 死锁怎么解决
处理死锁的思路如下:
预防死锁:破坏四个必要条件中的一个或多个来预防死锁。
避免死锁:在资源动态分配的过程中,用某种方式防止系统进入不安全的状态。
检测死锁:运行时产生死锁,及时发现思索,将程序解脱出来。
解除死锁:发生死锁后,撤销进程,回收资源,分配给正在阻塞状态的进程。
预防死锁的办法:
破坏请求和保持条件:
1、一次性的申请所有资源。之后不在申请资源,如果不满足资源条件则得不到资源分配。
2、只获得初期资源运行,之后将运行完的资源释放,请求新的资源。
破坏不可抢占条件:当一个进程获得某种不可抢占资源,提出新的资源申请,若不能满足,则释放所有资源,以后需要,再次重新申请。
破坏循环等待条件:对资源进行排号,按照序号递增的顺序请求资源。若进程获得序号高的资源想要获取序号低的资源,就需要先释放序号高的资源。
(7)避免死锁的银行家算法扩展阅读
形成死锁的四个必要条件:
(1) 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
(2) 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
(3) 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
(4) 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
如果一组进程中每一个进程都在等待仅由该组进程中的其他进程才能引发的事件,那么该组进程是死锁的。
举例来说:有两个进程A和B,A持有资源a等待b资源,B持有资源b等待a资源,两个进程都在等待另一个资源的同时不释放资源,就形成死锁。
⑧ 死锁避免算法都有哪些银行家算法怎么使用
在T0时刻如果有某个进程提出资源请求,比如:进程1提出request(1,2,2)请求,即分别需要三类资源数为1,2,2。然后系统先检测该请求是否合法(是否超出它的尚需资源量,是否超出系统目前剩余量),在合法的前提下系统尝试将他所申请的资源分配给P1进程,然后系统调用安全性算法来检测经过这次尝试性分配后能不能再找到一个安全序列,使所有进程顺利结束,如果能找到则此次尝试分配是安全的,否则回收刚才进行的尝试分配的所有资源。