死鎖概念
死鎖可以定義爲一組相互競爭資源或進行通信的進程間的“永久”阻塞。
死鎖的產生
- 競爭不可搶佔性資源引起死鎖
假設有兩個進程A、B
A和B都需要對文件f1、f2進行寫操作。
一個進程都必須獨佔f1、f2文件才能進行。
A、B併發執行，A得到了f1、B得到了f2，A需要f2但在B手裏、B需要f1但在A手裏，他們將無法繼續進行下去，從而形成死鎖。
- 競爭可消耗資源所引起的死鎖
A需要的資源在C手中、C所要資源在B手中、B所要資源在A手中。
類似於三角債。
- 進程推進順序不當引起死鎖
如果A進行到Req(R1)時，B進行到Req（R2）時 就會發生死鎖。
但是如果A先執行完，再執行B就不會發生死鎖。
產生死鎖的必要條件
1. 互斥條件
進程對於分配到的資源進行排他性使用，即在一段時間內
某個資源只能被一個進程佔用
2. 請求和保持條件
進程已經保持了至少一個資源，但是又提出了新的資源需求，而這個新資源又被別的進程佔有
此時請求進程被阻塞，但對自己擁有的資源不釋放。
3. 不可搶佔條件
進程已經獲得的資源在未使用完前不可被搶佔，只能由進程使用完自己釋放。
4. 循環等待條件
在發生死鎖時，必然存在進程等待資源的循環鏈。
處理死鎖的方法
預防死鎖
預防死鎖的方法是通過破壞產生死鎖的四個必要條件的一個或幾個，以避免發生死鎖。互斥條件是非共享設備所必須的，不僅不可以改變，還需要來保證。只能破壞剩下的三個條件。破壞“請求和保持條件”
1、第一種協議
一次性將進程所需要的資源全部分配，只要有一個沒有就不給分配。
這樣就破壞了“請求條件”。
缺點 ：(1)資源被嚴重浪費，影響資源利用率 進程有可能一開始並不使用獲取到的資源
(2)使進程時常發生飢餓現象2、第二種協議
該協議爲第一種協議的改進，它允許進程得到初期運行的所需的資源（可不用全要，只要進程可以向前推進）。進程運行過程中逐步釋放佔有資源。破壞“不可搶佔”條件
當一個已經保持了某些不可被搶佔資源的進程，提出新的資源請而不能得到滿足時，它必須釋放已經保持的所有資源，待以後使用時再重新申請。破壞“循環等待”條件
一個能保持“循環等待”條件不成立的方法是：對系統所有資源類型進行線性排序，並賦予不同的序號。規定每個進程必須按照序號遞增的順序請求資源。一個進程在開始時，可以請求某類資源Ri的單元。以後，當且僅當F(Rj) > F(Ri)時，進程纔可以請求資源Rj的單元。如果需要多個同類資源單元，則必須一起請求。
例如：當某進程需要打印機和磁帶機時，（假設磁帶機序號低，打印機磁帶序號高），故必先請求磁帶機，再請求打印機。如果進程擁有較高序號的資源，現在請求較低資源序號的資源，它必須釋放所具有相同和更高序號的資源，才能申請低序號的資源。
避免死鎖
這種方法相對預防死鎖限制條件較弱。- 系統安全狀態
在死鎖避免方法中，把系統的狀態分爲安全狀態和不安全狀態，在系統在安全狀態時，可避免死鎖。
安全狀態
在該方法中，允許進程動態地申請資源，但是在系統分配資源之前，會計算此次資源分配的安全性。若此次分配資源不會使系統進入不安全狀態，則系統纔將資源分配出去。反之，進程等待
安全狀態例子
假定系統有12臺磁帶機，3個進程。分配情況如圖
進程 最大需求 已分配 可分配 p1 10 5 3 p2 4 2 p3 9 2 這時，存在一個安全序列（p2， p3， p1）。
如果不按照安全序列分配，系統便進入不安全狀態。就會導致死鎖。- 利用銀行家算法避免死鎖
爲實現銀行家算法，每一個新進程在進入系統時，它必須申明在運行過程中，可能需要每種資源類型的最大單元數目，其數目不應超過系統所擁有的資源總量。當進程申請一組資源時，系統必須首先確定是否有足夠的資源分配給該進程。若有，再進一步計算在將這些資源分配給進程後，是否會使系統進入不安全狀態。如果不會，纔將資源分配給它。否則讓進程等待。
- 系統安全狀態