Day19_java运算符_死锁

每日一题

题目
请解释死锁（Deadlock）的概念及其产生的必要条件，并说明常见的死锁处理策略及其优缺点。

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问题分析

此问题考察对操作系统资源管理机制的理解，需深入分析死锁的成因、判定条件及解决方法。回答时需结合理论模型与实际策略，体现系统性思维。

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参考答案

1. 死锁的定义

死锁指多个进程因竞争资源而陷入互相等待的僵局，若无外力干预，这些进程将无法继续推进。例如：

• 进程A持有资源1并请求资源2，进程B持有资源2并请求资源1，双方均不释放已有资源，导致无限等待。

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2. 死锁的四个必要条件

条件	说明	破坏方法示例
互斥访问	资源一次只能被一个进程独占使用（如打印机）	使用共享资源（如只读文件）
持有并等待	进程持有资源的同时请求其他资源	要求进程一次性申请所有资源（预分配）
不可剥夺	资源只能由持有者主动释放，不可强制收回	允许操作系统剥夺资源（如内存回收）
循环等待	存在进程资源的环形等待链（A→B→A）	强制按顺序申请资源（如资源排序法）

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3. 死锁处理策略对比

策略	核心思想	优点	缺点
预防	破坏死锁的任一必要条件	完全避免死锁	资源利用率低（如预分配导致浪费）
避免	动态检查资源分配是否安全（银行家算法）	提高资源利用率	需预知最大资源需求，计算开销大
检测与恢复	定期检测死锁并解除（终止进程/回滚）	灵活，无运行时限制	检测算法复杂，恢复可能造成数据不一致
鸵鸟策略	忽略死锁（假设极少发生）	实现简单，适合特定场景	不适用于关键系统（如航天控制）

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4. 典型应用场景

• 预防策略：嵌入式实时系统（如汽车控制系统），需绝对避免死锁。
• 银行家算法：云计算资源调度（动态分配虚拟机资源）。
• 检测与恢复：数据库管理系统（通过事务回滚解决死锁）。
• 鸵鸟策略：PC端单用户系统（如Windows早期版本）。

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5. 深入扩展

• 活锁（Livelock）：进程不断改变状态但无法推进（如两人相让路），需引入随机退避机制。
• 资源分配图（RAG）：通过图论模型检测死锁，若图中存在环路且资源不可抢占，则判定死锁。
• 分布式死锁：跨节点死锁检测需Chandy-Misra算法等，复杂度显著增加。

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参考题目延伸

• 编程题：如何用代码模拟死锁场景？（可要求写两个线程互相等待锁的Java/Python示例）
• 设计题：若设计一个无人机编队控制系统，你会选择哪种死锁处理策略？为什么？

Java

package com.xiang.operator;

public class Demo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int c = 30;

        a += b; // a = a + b
        a -= b; // a = a - b

        System.out.println(a);

        // 字符串连接符   +
        System.out.println(a+b);
        System.out.println(""+a+b); // 1020 字符串在前会转换为字符串
        System.out.println(a+b+""); // 30 字符串在后则仍为数字
        System.out.println(a+c+""+b+c); // 402030
    }
}

package com.xiang.operator;

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        // ++   --  自增  自减  一元运算符
        int a = 3;

        int b = a++;    // a先赋值，再自增
        // a = a + 1;
        System.out.println(a);
        // a = a + 1;
        int c = ++a;    // a先自增，再赋值

        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
        System.out.println(c);

        // 幂运算 2*2*2 = 8    很多运算会使用工作类来写
        double pow = Math.pow(3,2);
        System.out.println(pow);
    }
}

百词斩