《操作系统死锁》课件.ppt

*****************操作系统死锁概述死锁定义死锁是操作系统中的一种特殊情况,多个进程因争夺系统资源而相互等待,导致无法继续执行的情况。死锁的危害死锁会严重影响系统的正常运行,甚至造成整个系统瘫痪,因此必须引起重视。解决死锁通过合理分配资源、调整进程调度策略等方法,可以有效地预防和解决死锁问题。死锁的定义死锁的概念死锁是指一组进程/线程互相持有资源并且无限期地等待对方释放资源的一种状态。这种状态会导致这组进程/线程永远无法继续执行下去。死锁的条件死锁必须满足四个必要条件:互斥、占有和等待、不可抢占以及循环等待。只要其中一个条件不满足,就不会发生死锁。死锁的四个必要条件1互斥条件资源只能由一个进程占用，不能被其他进程共享。2资源占有和等待进程已经持有至少一个资源,并且在等待获得其他资源。3不可剥夺进程已经获得的资源在未使用完之前不能被强制性地从进程中剥夺。4循环等待存在一个进程集合{P0,P1,...,Pn},P0正在等待P1占用的资源,P1正在等待P2占用的资源,...,Pn正在等待P0占用的资源。资源分配图资源分配图是用来表示操作系统中各个进程对资源的请求和占有情况的一种图形化工具。它可以直观地反映出进程间资源争用的情况,有助于分析和识别系统中可能出现的死锁。资源分配图由节点和边组成,节点代表进程或资源,边表示进程对资源的请求和占有关系。通过分析图中的环路,可以检测出系统中是否存在死锁。死锁的检测和解决资源分配图分析利用资源分配图分析系统中各进程和资源的依赖关系,以找出可能发生死锁的情况。死锁检测算法使用算法周期性地检测系统中是否存在死锁情况,并及时发现和解决。银行家算法事先分配资源并检测每个进程的最大资源需求,确保系统不会陷入死锁状态。死锁检测算法资源分配图法通过构建资源分配图来检测死锁，并进行死锁分析。银行家算法一种预防死锁的算法,根据进程的最大资源需求判断是否安全分配资源。DeadLock-Handling算法动态检测死锁并在发生死锁时主动进行死锁恢复。死锁避免算法通过限制资源分配来预防可能发生的死锁,确保系统安全。银行家算法银行家算法的原理银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配策略。它通过分析当前的资源需求和可用资源来确定是否安全地分配资源，以避免系统进入不安全状态。算法的工作过程算法会维护一个安全序列表,当一个进程申请资源时,算法会检查是否存在安全序列来满足该进程的需求。如果存在,则分配资源;否则拒绝分配。算法的优势可以动态地检测系统状态是否安全可以避免系统进入不安全状态,预防死锁发生简单高效,适用于多种资源分配场景死锁预防合理分配资源合理分配资源是预防死锁的关键。合理的资源分配策略可以避免进程陷入死锁状态。进程调度策略合理的进程调度策略能够有效避免死锁的发生。例如优先级调度、银行家算法等。资源共享策略制定合理的资源共享策略,限制对关键资源的占用,可以有效预防死锁的发生。预先声明资源需求要求进程提前声明所需资源,有助于系统合理分配资源,减少死锁的风险。死锁避免资源预分配提前分配系统资源,预防进程间资源竞争,降低死锁风险。合理规划资源利用根据任务优先级和资源使用情况,合理规划资源分配,避免死锁情况发生。动态检测与避免实时监控资源使用状况,动态调整分配策略,预防死锁的发生。银行家算法通过算法计算最大安全状态,避免进程申请资源导致死锁。资源分配策略公平分配根据进程的优先级或需求合理分配资源，确保每个进程都能获得所需的资源。按需分配根据进程当前的实际需求进行动态分配和调度，避免资源的浪费。预防死锁合理控制资源的分配和释放，采取预防死锁的措施来避免死锁的发生。优化利用尽可能提高资源的利用率和系统的吞吐量，提高操作系统的整体性能。进程调度策略先到先服务调度按照进程到达系统的顺序来调度,每个进程都有公平的机会被执行。这种策略简单直接,但无法优先处理紧急重要的进程。短作业优先调度优先调度预计执行时间较短的进程,旨在缩短平均等待时间。但可能会导致长作业无法及时执行。高优先级优先调度根据进程的优先级来调度,优先级高的进程优先得到服务。这种方式可以更好地满足关键任务的需求,但可能会导致低优先级进程长期得不到执行。死锁恢复1识别死锁首先需要检测并确认系统中存在死锁2中断死锁通过撤销某些进程或重新分配资源来中断死锁3恢复系统恢复系统到稳定状态,恢复被中断的进程死锁恢复是一种后期修复措施,需要依赖强大的死锁检测能力。首先要准确识别系统中的死锁,然后通过撤销某些进程或重新分配资源的方式中断死锁,最后将系统恢复