死锁

死锁

死锁的一种产生场景：

Producer(item){
	p(mutex);
	p(empty);
	...
	v(full);
	v(mutex);
}

Consumer(){
	p(mutex);
	p(full);
	...
	v(empty);
	v(mutex);
}

假设mutex = 1，empty=0(队列已满)

P:

mutex : 1 -> 0

empty: 0 -> -1 阻塞

V:

mutex : 0 -> -1 阻塞，此时无法释放V(empty)，产生死锁，环路等待

死锁：多个进程由于互相等待对方持有的资源，最终导致谁也无法执行的结果

影响：被阻塞的进程资源越来越多，计算机无法工作

死锁的成因

• 资源互斥使用，一旦占有，别人无法使用

• 进程占有了一些资源，又不释放，再申请其他资源

• 各自占有的资源和互相申请的资源形成环路等待

死锁的必要条件

• 互斥使用和不可抢占（资源的固有属性）

• 请求和保持（进程占有资源，去申请其他资源，被阻塞不释放资源）

• 循环与等待（在资源分配图中存在一个环路）

死锁处理方法

死锁预防

原理：破坏死锁的出现条件

方法示例

（1）在进程执行前，一次性申请所有需要的资源，不会出现占有资源再去申请其他资源的情况

缺点：

• 需要预知未来，编程困难
• 许多资源分配后很长时间后才使用，资源利用率低

（2）资源排序，资源申请必须按顺序申请

• 仍造成资源浪费

死锁避免

原理：检测每个资源请求，如果造成死锁就拒绝

银行家算法

找到一个安全状态，多进程按照该状态执行，不会产生死锁

安全序列的次序 P1,P3,P2,P4,P0

缺点：

• 每次运行都需要调用银行家算法，效率低下

死锁检测+恢复

原理：检测到死锁出现时，回滚进程

每次申请都执行银行家算法O(mn^2)，效率低。因此可以等发现问题之后再处理

• 定时检测
• 发现资源利用率低时，检测

缺点：

• 回滚比较困难，尤其时对于已经写入磁盘的数据，很难回滚

死锁忽略

• 不管死锁：不适用于经常不关机机的服务器，适用PC，死锁概率不高，也容易解决（重启即可）