死鎖相關知識的學習

死鎖的概念

一組進程中，每個進程都無限等待被改組進程中另一個進程所佔有的資源，因而永遠無法得到的資源，這種現象稱爲進程死鎖，這一組進程就稱爲死鎖進程。

---

如果死鎖發生，會浪費大量系統資源，甚至導致系統崩潰。

需要注意：

• 參與死鎖的所有進程都在等待資源
• 參與死鎖的進程是當前系統中所有進程的子集

---

死鎖出現的原因：

1.資源數量有限、鎖和信號量錯誤使用

1.1 資源的使用方式： “申請-分配-使用-釋放”模式

• 可重用資源：可被多個進程多次使用：
  
  • 可搶佔資源和不可搶佔資源
  • 例如：處理器、I/O部件、內存、文件、數據庫、信號量
• 可消耗資源：只可使用一次，可創建和銷燬的資源
  
  • 例如：信號、中斷、消息

1.2 進程競爭可重用資源

例子1：

---

其中 T：磁盤設備；D: 磁帶設備；
進程Q申請到了磁帶設備再等待磁盤文件，而P申請到了磁盤文件，等待磁帶設備。兩個互相等待就出現了死鎖現象。
例子2：

---

其中現在系統可分配內存爲200KB
如果P1申請到80KB，P2申請到70KB,他們要接着申請剩餘需要的資源，都申請不到 ，均要等待，會出現死鎖現象。

---

1.3 進程競爭可消耗資源

---

活鎖和飢餓：

// 應用Peterson算法
void process_A
{
    enter_region(&resource_1);   //獲取資源的使用權
    enter_region(&resource_2);
    use_both_resource();
    leave_region(&resource_2);
    leave_region(&resource_1);
}

void process_B
{
    enter_region(&resource_2);
    enter_region(&resource_1);
    use_both_resource();
    leave_region(&resource_1);
    leave_region(&resource_2);
}

活鎖現象：

• 先加鎖；
• 再輪詢；
• ——>即無進展也沒有阻塞

飢餓：

資源分配策略決定的

---

產生死鎖的四個必要條件：

• 互斥使用（資源獨佔）：
  一個資源每次只能給一個進程使用

• 佔有且等待（請求和保持，部分分配）：
  進程在申請新的資源的同時保持對原有資源的佔有

• 不可搶佔（不可剝奪）：
  資源的申請者不能強行的從資源佔有者手中奪取資源，資源只能由佔有者資源釋放

• 循環等待：
  存在一個進程等待隊列｛P1，P2，P3，…,Pn｝,其中P1等待P2佔有的資源，P2等待P3佔有的資源，…,Pn等待P1佔有的資源，形成一個進程的等待環路