死鎖

• 死鎖的概念：死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執行過程中，由於競爭資源或者由於彼此通信而造成的一種阻塞現象，若無外力作用，它們都將無法推進下去。此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖，這些永遠在互相等待的進程稱爲死鎖進程。

• 一個線程也會產生死鎖問題（沒有釋放）。

• 死鎖產生的4個必要條件：
  （1）互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用，若其他進程想要訪問該資源，只能等佔有該資源的進程使用完後釋放該資源，才能使用該資源
  （2）請求和保持：一個進程因請求其他資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放
  （3）不可剝奪條件：進程已獲得的資源，在未使用完之前，不能強行剝奪，只能使用完自己釋放
  （4）循環等待條件：若干進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關係
  只要發生死鎖，一定滿足以上4個條件，所以破壞其中任意一個就不會產生死鎖。

• 解決死鎖的方法：保證每個線程獲得鎖的順序一致

• 處理死鎖有以下4個基本方法：
  （1）預防死鎖：通過設置某些限制條件，去破壞產生死鎖的必要條件。但由於施加的限制條件都太嚴格，所以可能導致系統資源利用率低和系統吞吐量低
  （2）避免死鎖：在資源分配過程中，使用某種方法避免系統進入不安全的狀態
  （3）檢測死鎖：允許死鎖的發生，但需要經過系統的檢測後能及時檢測出死鎖的發生，並可以判斷出與死鎖相關的進程和資源，然後採取適當的措施，清除死鎖
  （4）解除死鎖：與檢測死鎖配合使用。常用方法：掛起一些進程，回收一些資源，再將這些資源分配給已經處於阻塞狀態的進程。

• 如何避免死鎖，以及常見的算法與原理：
  （1）銀行家算法：是最具有代表性的避免死鎖的算法。銀行家算法的基本思想是分配資源之前，判斷系統是否是安全的；若安全，才分配。在該方法中把系統的狀態分爲安全狀態和不安全狀態，只要能使系統時鐘處於安全狀態，便可以避免發生死鎖。
  A.如果request <= need,轉向步驟2；否則認爲出錯，因爲請求資源大於需要資源
  B.如果request <= available，轉向步驟3；否則尚無足夠資源，進程X阻塞
  C.系統長時把資源分配給進程X，並修改available、allocation和need的數值
  （2）安全性檢查算法：
  A.設置兩個向量
  work：表示系統可提供給進程繼續運行的所需的各類資源的數目，執行安全算法開始時，work=available。
  finish：表示系統是否有足夠的資源分配給進程，使之運行完成。開始時先讓finish[i] = false;
  當有足夠資源分配給進程時再令finish[i] = true。
  B.從進程集合找到一個滿足下列條件的進程
  finish[i] = false;
  need <= work;
  若找到執行步驟3，否則執行步驟4
  C.當進程X獲得資源後，可順利執行，直至完成，並釋放資源：
  work = work+allocation(X);
  Finish[i] = true;
  循環執行步驟2；
  D.如果所有進程的finish = true,則表示系統處於安全狀態，否則，系統處於不安全狀態。