操作系统银行家算法
银行家算法总结

银行家算法总结银行家算法是一种经典的避免死锁的算法,在操作系统中得到了广泛的应用。
本文将对银行家算法进行总结,介绍其原理和应用。
## 1. 银行家算法简介银行家算法是一种资源分配和安全性检查的算法,用于避免在多个进程竞争有限资源时产生死锁。
它通过预先分配资源,检查每个进程请求资源后是否会导致系统进入不安全状态,从而避免死锁的发生。
## 2. 银行家算法原理银行家算法基于以下前提条件和原理:- 每个进程对资源的最大需求量是固定的,并在程序开始时规定。
- 系统中的资源被分为多类,每类资源的数目也是固定的。
- 每个进程在请求资源时需要指定所需资源的数量。
- 当进程请求资源时,系统会先检查此次请求是否安全,如果安全则分配资源,否则将此次请求置于等待状态。
银行家算法的原理可以归纳为以下几个步骤:1. 初始化阶段:系统初始化可分配资源和进程的最大需求量,并记录当前已分配资源和已请求资源的情况。
2. 请求资源阶段:当进程请求资源时,系统首先判断此次请求是否会导致系统进入不安全状态。
3. 安全检查阶段:系统通过安全性检查算法,判断当前系统状态下是否有足够的资源分配给进程,避免产生死锁。
4. 分配资源阶段:如果系统通过安全检查,则分配资源给进程,并将进程从等待状态转换为运行状态。
5. 进程释放资源:当进程完成任务后,释放已分配的资源。
6. 终止进程阶段:在释放资源后,检查是否有其他进程的请求可以被满足,如果满足则继续分配资源。
## 3. 银行家算法应用场景银行家算法主要应用于多进程共享有限资源的场景,如操作系统、数据库管理系统等。
以下是一些常见的应用场景:1. 操作系统资源管理:在多任务操作系统中,为了确保资源的高效利用,避免死锁的发生,可以使用银行家算法进行资源分配和调度。
2. 分布式系统:在分布式系统中,各个节点之间可能存在资源争用的情况。
使用银行家算法可以保证资源的分配和调度是安全的,避免死锁和资源竞争。
3. 并发编程:在并发编程中,多个线程可能会竞争同一资源。
操作系统 银行家算法

操作系统银行家算法1. 简介1.1 定义:银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配策略,通过判断当前状态是否安全来决定是否为进程提供所需资源。
1.2 目的:保证系统能够按照合理顺序进行并发执行,并防止出现死锁情况。
2. 死锁概述在多道程序环境下,当两个或更多进程因竞争有限数量的资源而无限等待时就会产生死锁。
常见原因包括互斥、占有和不可剥夺性以及循环等待条件。
3. 资源管理模型操作系统中使用了三类数据结构:- 可利用向量(Avlable):表示每种类型可被分配给各个进程实例数目;- 最大需求矩阵(Maximum):记录每个进程对某类资源最大需要量;- 分配矩阵(Allocation) :描述已经成功地将某些单位从总体汇集转移到具体过渡态;4. 进展与请求检查流程(Safety Algorithm)当一个新任务到达后,在满足以下所有条件之前不能接受它: a)如果存在这样一个i使得Request[i] > Need[i],则拒绝请求;b)如果存在这样一个i使得Request[i] > Avlable,则不接受该进程的资源申请。
5. 安全状态检查流程(Safety Algorithm)当新任务到达后,在满足以下所有条件之前不能接受它:a) 如果有某个j, 且Work[j]<Need_i[j], 则将p加入集合T中;b) 若对于每个p∈ T 都有Allocation[p]+ Work >= Need_p ,将p从T移到Finish,并释放其占用的全部资源。
6. 算法实现步骤1)初始化:定义Avlable、Max和Allocation矩阵以及Need数组;2)判断是否安全:使用银行家算法进行系统当前状态下是否会发生死锁的判断;3)处理用户请求:- 检查用户请求所需资源量与可利用向量(Avlable)比较,如大于可利用向量或者超过最大需求(Maximum),则拒绝分配给该进程;- 分配成功时更新相关数据结构(如Avlable、Allocation等);4)回收已完成进程所占据的资源并重新计算各项指标值。
【计算机专业】操作系统+银行家算法详解

银行家算法开放分类:算法银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。
要解释银行家算法,必须先解释操作系统安全状态和不安全状态。
安全状态:如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1,…,Pn,则系统处于安全状态。
安全状态一定是没有死锁发生。
不安全状态:不存在一个安全序列。
不安全状态一定导致死锁。
那么什么是安全序列呢?安全序列:一个进程序列{P1,…,Pn}是安全的,如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n),它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
银行家算法:我们可以把操作系统看作是银行家,操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金,进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。
操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源,当进程首次申请资源时,要测试该进程对资源的最大需求量,如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源,否则就推迟分配。
当进程在执行中继续申请资源时,先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。
若超过则拒绝分配资源,若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量,若能满足则按当前的申请量分配资源,否则也要推迟分配。
算法:n:系统中进程的总数m:资源类总数Available:ARRAY[1..m] of integer;Max:ARRAY[1..n,1..m] of integer;Allocation:ARRAY[1..n,1..m] of integer;Need:ARRAY[1..n,1..m] of integer;Request:ARRAY[1..n,1..m] of integer;简记符号:AvailableMaxAllocationNeedRequest当进程pi提出资源申请时,系统执行下列步骤:(1)若Request≤Need,转(2);否则错误返回(2)若Request≤Available,转(3);否则进程等待(3)假设系统分配了资源,则有:Available:=Available-Request; Allocation:=Allocation+Request;Need:=Need-Request若系统新状态是安全的,则分配完成若系统新状态是不安全的,则恢复原状态,进程等待为进行安全性检查,定义数据结构:Work:ARRAY[1..m] of integer;Finish:ARRAY[1..n] of Boolean;安全性检查的步骤:(1) Work:=Available;Finish:=false;(2) 寻找满足条件的i:a.Finish=false;b.Need≤Work;如果不存在,则转(4)(3) Work:=Work+Allocation;Finish:=true;转(2)(4) 若对所有i,Finish=true,则系统处于安全状态,否则处于不安全状态/* 银行家算法,操作系统概念(OS concepts Six Edition) 作者:ctu_85*/#include "malloc.h"#include "stdio.h"#define alloclen sizeof(struct allocation)#define maxlen sizeof(struct max)#define avalen sizeof(struct available)#define needlen sizeof(struct need)#define finilen sizeof(struct finish)#define pathlen sizeof(struct path)struct allocation{int value;struct allocation *next;};struct max{int value;struct max *next;};struct available{int value;struct available *next;};struct need{int value;struct need *next;};struct path{int value;struct path *next;};struct finish{int stat;struct finish *next;};int main(){int row,colum,status=0,i,j,t,temp,processtest;struct allocation *allochead,*alloc1,*alloc2,*alloctemp;struct max *maxhead,*maxium1,*maxium2,*maxtemp;struct available *avahead,*available1,*available2,*availabletemp,*workhead,*work1,*work2,*worktemp,*workte mp1;struct need *needhead,*need1,*need2,*needtemp;struct finish *finihead,*finish1,*finish2,*finishtemp;struct path *pathhead,*path1,*path2,*pathtemp;char c;printf("\nPlease enter the type of sources the system has:\n");scanf("%d",&colum);printf("Please enter the number of processes now in the memory:\n"); scanf("%d",&row);printf("Please enter the allocation array:\n");for(i=0;i<row;i++){printf("The allocation for process p%d:\n",i);for (j=0;j<colum;j++){printf("The type %c system resource allocated:\n",'A'+j);if(status==0){allochead=alloc1=alloc2=(struct allocation*)malloc(alloclen);alloc1->next=alloc2->next=NULL;scanf("%d",&allochead->value);status++;}else{alloc2=(struct allocation *)malloc(alloclen);scanf("%d,%d",&alloc2->value);if(status==1){allochead->next=alloc2;status++;}alloc1->next=alloc2;alloc1=alloc2;}}}alloc2->next=NULL;status=0;printf("Please enter the max array:\n");for(i=0;i<row;i++){printf("The max needed from process p%d:\n",i);for (j=0;j<colum;j++){printf("The type %c maxium system resource may needed:\n",'A'+j); if(status==0){maxhead=maxium1=maxium2=(struct max*)malloc(maxlen); maxium1->next=maxium2->next=NULL;scanf("%d",&maxium1->value);status++;}else{maxium2=(struct max *)malloc(maxlen);scanf("%d,%d",&maxium2->value);if(status==1){maxhead->next=maxium2;status++;}maxium1->next=maxium2;maxium1=maxium2;}}}maxium2->next=NULL;status=0;printf("Please enter the available array now exists in the system:\n"); for (j=0;j<colum;j++){printf("The type %c available system resource number:\n",'A'+j);if(status==0){avahead=available1=available2=(struct available*)malloc(avalen); workhead=work1=work2=(struct available*)malloc(avalen); available1->next=available2->next=NULL;work1->next=work2->next=NULL;scanf("%d",&available1->value);work1->value=available1->value;status++;}else{available2=(struct available*)malloc(avalen);work2=(struct available*)malloc(avalen);scanf("%d,%d",&available2->value);work2->value=available2->value;if(status==1){avahead->next=available2;workhead->next=work2;status++;}available1->next=available2;available1=available2;work1->next=work2;work1=work2;}}available2->next=NULL;work2->next=NULL;status=0;alloctemp=allochead;maxtemp=maxhead;for(i=0;i<row;i++)for (j=0;j<colum;j++){if(status==0){needhead=need1=need2=(struct need*)malloc(needlen); need1->next=need2->next=NULL;need1->value=maxtemp->value-alloctemp->value; status++;}else{need2=(struct need *)malloc(needlen);need2->value=(maxtemp->value)-(alloctemp->value); if(status==1){needhead->next=need2;status++;}need1->next=need2;need1=need2;}maxtemp=maxtemp->next;alloctemp=alloctemp->next;}need2->next=NULL;status=0;for(i=0;i<row;i++){if(status==0){finihead=finish1=finish2=(struct finish*)malloc(finilen);finish1->next=finish2->next=NULL;finish1->stat=0;status++;}else{finish2=(struct finish*)malloc(finilen);finish2->stat=0;if(status==1){finihead->next=finish2;status++;}finish1->next=finish2;finish1=finish2;}}finish2->next=NULL; /*Initialization compleated*/status=0;processtest=0;for(temp=0;temp<row;temp++){alloctemp=allochead;needtemp=needhead;finishtemp=finihead;worktemp=workhead;for(i=0;i<row;i++){worktemp1=worktemp;if(finishtemp->stat==0){for(j=0;j<colum;j++,needtemp=needtemp->next,worktemp=worktemp->next) if(needtemp->value<=worktemp->value)processtest++;if(processtest==colum){for(j=0;j<colum;j++){worktemp1->value+=alloctemp->value;worktemp1=worktemp1->next;alloctemp=alloctemp->next;}if(status==0){pathhead=path1=path2=(struct path*)malloc(pathlen); path1->next=path2->next=NULL;path1->value=i;status++;}else{path2=(struct path*)malloc(pathlen);path2->value=i;if(status==1){pathhead->next=path2;status++;}path1->next=path2;path1=path2;}finishtemp->stat=1;}else{for(t=0;t<colum;t++)alloctemp=alloctemp->next;finishtemp->stat=0;}}elsefor(t=0;t<colum;t++){needtemp=needtemp->next;alloctemp=alloctemp->next;}processtest=0;worktemp=workhead;finishtemp=finishtemp->next;}}path2->next=NULL;finishtemp=finihead;for(temp=0;temp<row;temp++){if(finishtemp->value==0){printf("\nWARNING,the system is in nonsafe status!\n");exit(0);}finishtemp=finishtemp->next;}printf("\nThe system is in safe status!\n"); printf("\nThe safe sequence is: \n");do{printf("p%d ",pathhead->value);}while(pathhead=pathhead->next);}。
简述银行家算法

简述银行家算法银行家算法,也称为银行家安全算法,是一种用于避免系统资源的死锁现象的算法。
在操作系统中,当多个进程需要同时访问同一组资源并且它们的访问不可分割时,就会产生死锁现象。
在这种情况下,所有的进程都会被阻塞,无法进行任何工作。
银行家算法通过对系统资源的分配和管理,可以避免死锁现象的发生。
它主要包括以下几个步骤:1. 初始化系统:在系统启动时,需要确定每种类型的资源的数量和可用数量,并记录每个进程需要的最大资源数和已经分配的资源数。
2. 进行资源请求:当一个进程需要资源时,会向系统发送一个资源请求。
该请求指定了进程需要的资源类型和数量。
如果系统中有足够的资源可以分配给该进程,那么分配成功并将资源分配给该进程。
3. 检查资源分配是否安全:在分配资源之前,需要检查分配后系统是否处于安全状态。
安全状态是指在分配后,所有进程都能够完成它们的工作并释放所有资源。
如果系统处于安全状态,则分配资源并通知进程可以执行它们的任务。
4. 回收资源:当进程完成任务后,会释放它所占用的所有资源并通知系统。
系统会将这些资源重新分配给其他进程。
在银行家算法中,对于每个进程,都会维护一个资源请求向量和一个安全向量。
资源请求向量包含了进程当前所需要的资源数量,安全向量包含了系统中未分配的资源数量。
当系统收到一个资源请求时,会将该请求向量加入到系统资源向量中,并检查是否存在一个安全序列,该安全序列满足所有进程都可以完成它们的任务并释放它们所占用的所有资源。
如果存在这样的安全序列,则分配资源并通知进程可以执行它们的任务;如果不存在,则拒绝资源请求并等待其他进程的资源释放。
通过使用银行家算法,可以避免系统中的死锁现象,保证所有进程都可以完成它们的任务。
这种算法被广泛应用于操作系统和其他复杂的软件系统中,是保障系统安全性的重要工具。
银行家算法总结

银行家算法总结一、银行家算法银行家算法(Banker’s Algorithm),又称银行家管理算法,是一种专门用于系统资源管理的算法,用于解决操作系统中多个用户对多类资源的竞争请求,从而保证合理地分配公共资源,解决资源分配问题,其目的是为了保证单个进程的安全运行,同时保证系统的安全运行。
二、银行家算法的定义银行家算法是一种用于解决多个用户对多类资源的竞争请求的算法,也称作资源分配算法或资源管理算法,它可以确定是否有足够的资源可供一个或多个进程安全运行,如果有足够的资源可供运行,则可以分配该资源,否则系统将进入不满足安全状态。
三、银行家算法的特点(1)安全性:银行家算法可以确定是否有足够的资源可以满足所有进程的最大要求,使系统处于安全态;(2)在安全态下,银行家算法能够有效地检查一个进程是否可以获得资源,并且可以确定该状态下的最优解;(3)银行家算法可以有效检查一个系统是否处于安全态,它可以检查任意多个资源种类的一组资源分配是否安全;(4)银行家算法可以防止死锁的发生,可以有效地确保非抢占式多处理机系统的安全运行;(5)银行家算法设计简单,容易实现,并十分快速;(6)银行家算法不是最优的,它只是一种有效的搜索算法,其实现效率较低;四、银行家算法的使用1、资源分配问题银行家算法可以用于操作系统中的多个用户对多类资源的竞争请求,以此保证资源的合理分配,从而解决资源分配问题。
它可以有效地检查一个进程是否可以获得资源,同时可以确定该状态下的最优解。
2、进程安全性银行家算法可以用于检查一个系统是否处于安全态,并检查任意多个资源种类的一组资源分配是否安全,可以保证系统的安全运行,从而保证单个进程的安全性。
3、防止死锁银行家算法可以防止死锁的发生,这是由于它可以确定是否有足够的资源可以满足所有进程的最大要求,使系统处于安全态,从而阻止死锁发生。
银行家算法基本步骤

银行家算法基本步骤银行家算法是一种用于避免死锁的算法,它可以判断系统中是否存在安全序列,从而决定是否分配资源。
本文将详细介绍银行家算法的基本步骤。
一、银行家算法概述银行家算法是由荷兰计算机科学家埃德加·迪科斯彻(Edsger Dijkstra)于1965年提出的。
它是一种避免死锁的算法,主要用于操作系统中进程管理和资源分配。
银行家算法通过计算当前系统中可用资源和各进程所需资源,来判断是否存在安全序列,从而决定是否分配资源。
二、银行家算法基本概念1. 资源:指系统中可供进程使用的资源,如内存、CPU等。
2. 进程:指正在运行的程序,在操作系统中被视为一个独立的实体。
3. 最大需求矩阵:指每个进程所需要的最大资源数量矩阵。
4. 分配矩阵:指当前已经分配给每个进程的资源数量矩阵。
5. 需求矩阵:指每个进程还需要的资源数量矩阵。
6. 可利用资源向量:指当前系统中可供使用的各类资源数量。
7. 安全序列:指一组进程的执行顺序,使得每个进程都能够获得它所需要的资源,从而顺利完成任务。
三、银行家算法基本步骤1. 初始化:在系统启动时,需要对各类资源数量进行初始化,并建立最大需求矩阵、分配矩阵和需求矩阵。
2. 请求资源:当一个进程请求资源时,需要判断该请求是否合法。
如果该请求的资源数量小于等于当前系统中可用的相应资源数量,并且加上该进程已经分配到的资源数量不超过该进程所需的最大资源数量,则该请求是合法的。
3. 分配资源:如果一个请求是合法的,则可以将相应的资源分配给该进程,并更新分配矩阵和需求矩阵。
同时,也需要更新可利用资源向量。
4. 判断安全性:在每次分配资源后,都需要判断当前系统是否存在安全序列。
具体做法是通过模拟各个进程对各类资源的请求和释放过程,来判断是否存在一组安全序列。
如果存在安全序列,则说明当前系统是安全的;否则就不能再分配资源了。
5. 回收资源:当一个进程完成任务后,需要释放已经占用的所有资源,并更新可利用资源向量、分配矩阵和需求矩阵。
操作系统银行家算法

操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源,当进程首次申请 资源时,要测试该进程对资源的最大需求量,如果系统现存的资源可以 满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源,否则就推迟分配。当 进程在执行中继续申请资源时,先测试该进程已占用的资源数与本次申 请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则拒绝 分配资源,若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的 最大资源量,若能满足则按当前的申请量分配资源,否则也要推迟分配 。 通过上面这个例子,我们看到银行家算法确实能保证系统时时刻刻都 处于安全状态,但它要不断检测每个进程对各类资源的占用和申请情况 ,需花费较多的时间。
操作系统实验报告
—— 银行家算法模拟
班级:11级软件工程3班
学号:11270337 姓名:孙园萍
一、实验目的
1)进一步理解利用银行家算法避免死锁的问题; 2)在了解和掌握银行家算法的基础上,编制银行家 算法通用程序,将调试结果显示在计算机屏幕上,再 检测和笔算的一致性。 3)理解和掌握安全序列、安全性算法。
二、实验内容
• (1)了解和理解死锁; • (2)理解利用银行家算法避免死锁的原理; • (3)会使用某种编程语言。
三、实验原理
(一)安全状态 指系统能按照某种顺序如<P1,P2,…,Pn>(称为 <P1,P2,…,Pn>序列为安全序列),为每个进程分配所需的 资源,直至最大需求,使得每个进程都能顺利完成。
五、程序流程图
银行家算法程序流程图
六、模块间调用关系
本程序的主要函数模块为:
void changdata(int k) int chkerr(int s) void showdata() void main() 其中主函数中调用了: void changdata(int k) 、int 函数模块。 //为进程申请资源并修改数据 //检查分配是否成功 //查看资源情况 //主函数 chkerr(int s)、void showdata()
操作系统课程设计银行家算法参考

3 课程设计三银行家算法(参考1)1设计目的(1)了解多道程序系统中,多个进程并发执行的资源分配。
(2)掌握死锁产生的原因、产生死锁的必要条件和处理死锁的基本方法。
(3)掌握预防死锁的方法,系统安全状态的基本概念。
(4)掌握银行家算法,了解资源在进程并发执行中的资源分配策略。
(5)理解避免死锁在当前计算机系统不常使用的原因。
2.算法描述Dijkstra(1965年)提出了一种能够避免死锁的调度方法,称为银行家算法,它的模型基于一个小城镇的银行家,现将该算法描述如下:假定一个银行家拥有资金,数量为Σ,被N个客户共享。
银行家对客户提出下列约束条件:(1)每个客户必须预先说明自已所要求的最大资金量;(2)每个客户每次提出部分资金量申请各获得分配;(3)如果银行满足了客户对资金的最大需求量,那么,客户在资金动作后,应在有限时间内全部归还银行。
只要每个客户遵守上述约束,银行家将保证做到:若一个客户所要求的最大资金量不超过Σ,则银行一定接纳该客户,并可处理他的资金需求;银行在收到一个客户的资金申请时,可能因资金不足而让客户等待,但保证在有限时间内让客户获得资金。
在银行家算法中,客户可看做进程,资金可看做资源,银行家可看做操作系统。
3. 环境操作系统Windows XP SP2,开发工具VC++6.0或者BCB6.0。
4 功能模块说明1.银行家所能够提供的资源typedef struct node{int a;int b;int c;int remain_a;int remain_b;int remain_c;}bank;2.进程所占用的资源typedef struct node1{char name[20];int a;int b;int c;int need_a;int need_b;int need_c;}process;main()函数:完成对系统运行环境的初始化,定义了简单的选择菜单,调用各功能函数。
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死锁在操作系统中,是一个重要的概念,它不仅在操作系统中有提到,在数据库,以及只要涉及到并发操作的,几乎都提到了这个问题了……很多人为了解决死锁的困扰,也想出了很多办法,其中著名的就“有银行家算法”,以及“安全性检查算法”等等著名算法,这里,我盟就详细的说一下银行家算法。
银行家通过发放贷款而获取利润,要获取利润必须按时收㈦贷款本金和利息,即贷款企业要按时还本付息,而tI有各企业能不断获得所需资金最终完成项目才能还本付息。要避免的情况是:在某个时刻,备并行推进项目的企业均得到了一部分贷款,要使项目顺利推进还需要贷款,而银行家已经没有多余资金,从而导致各企业问循环等待埘方释放其占有的资金而使项目中断,造成一种僵滞局面,银行家冈收不回贷款而破产。操作系统的资源分配类似于银行家贷款。操作系统就像一个银行家,系统临界资源就像银行家的贷款本金,并发进程就像需要贷款的企业。冈此可把银行家规避风险的算法引入操作系统的资源分配,解决资源分配中的死锁问题。这就是银行家算法这一名称的由来。
这时,我们不得不提一下安全状态,安全状态是指如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1,…,Pn,则系统处于安全状态。安全状态一定是没有死锁发生。相反,当存在不存在一个安全序列。就有可能导致死锁。
而银行家算法也是基于这一个理念二形成的,在银行家算法中,为了决定是否对当前申请资源的进程进行资源分配,将系统状态划分为安全状态和不安全状态。若为当前申请资源的进程分配资源后系统进入安全状态,则接受进程请求为其分配资源,否则拒绝进程请求不为其分配资源。
(ห้องสมุดไป่ตู้作系统)银行家算法
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解析银行家算法
(09信管一班2009970037许可成)
摘要:银行家算法是操作系统中采用避免死锁策略来解决死锁问题的一种算法。本文以银行家算法为主线,从银行家算法的起源,命名,再到算法的流程,深入解析了银行家算法的根本原理。
下面,详细说一下,银行家算法的根本原理:
(1)安全状态与不安全状态均指某一时刻的系统状态。安全状态并不意味着系统不会陷入死锁;不安全状态意味着系统可能陷入死锁,但是不一定。如果在系统的整个运行过程中,一直运用银行家算法保证系统始终处于安全状态,则肯定不会陷入死锁。否则,一个时刻的安全状态是毫无意义的,而且可能从安全状态转变成不安全状态。
(2)安全状态与不安全状态两个概念的引入使许多人产生误解,容易认为安全状态意味着系统刁i会陷入死锁,不安全状态意味着系统肯定会陷入死锁。其实,安全状态与不安全状态基于安全序列而定义,其实质是指是否存在一个安全序列。安全序列的意义不在于从某时刻起系统按安全序列的顺序分配资源使各进程依次执行完毕。在某时刻确定的一个安全序列预示着,从此刻起,一定可以找到一种避免死锁的资源分配方案。一种特殊方案就是按照安全序列的顺序依次满足各进程的后续资源需求,使各进程依次顺序执行完毕。银行家算法基于这样一个原理:如果在系统运行的整个过程中,始终存在一种避免死锁的资源分配方案,则系统肯定能顺利推进直至所有进程都运行完毕。可以反证法来证明这一结论:如果系统陷入死锁,则肯定不存在一种避免死锁的资源分配方案。银行家算法的作用就是使系统始终存在一个安全序列,即始终存在一种资源分配方案。存在一种资源分配方案不意味着一定按此方案进行实际的资源分配。
关键字:银行家算法,数据结构,死锁避免。
在操作系统中,有一个重要的东西,就是进程,可以说,进程直接关系到了运行的效率,然而,有一个问题也随之产生,那就是死锁问题:多个进程同时占有对方需要的资源而同时请求对方的资源,而它们在得到请求之前不会释放所占有的资源,那么就会导致死锁的发生,也就是进程不能实现同步。
(3)如果所有进程的最大资源需求都小于或等于系统资源总额,则在银行家算法的作用下,系统能始终保持安全状态(即时刻都有一个安全序列)。深入分析可知:系统的初始状态肯定是安全的。如果在某时刻存在着一个安全序列Sl,则意味着在银行家算法的作用下以后系统不会拒绝所有进程的资源请求而陷入死锁,总会有一个进程的资源请求能得到满足而继续推进,至少安全序列Sl中的第一个进程的资源请求能得到满足(这点很容易证明),且该次资源分配后系统仍然保持安全状态(即存在一个安全序列S2,S2可能不同予上一个安全序列S1):依次递推,则系统会一赢处于安全状态。
(4)如果在某时刻系统处于不安全状态,即不存在一个安全序列,则意味着到最后可能(不一定)有一些进程的资源请求永远得不到满足,相互之间循环等待而产生死锁。一个特例就是从当前时刻起,进程一次性申请全部剩余资源,而且一直保持当时已经占有的资源直至运行完毕才释放其占有的全部资源。在这种情况下,如果不存在一个安全序列,则最后肯定会有些进程陷入死锁。
((5)银行家算法是一种比较谨慎的资源分配方法。在银行家算法的作用下,如果满足当前进程P的资源请求后系统处于安全状态(即存在一个安全序列),那么就为P分配资源,否则拒绝P的资源请求。安全序列意味着一种资源分配方案,但不一定是唯一的资源分配方案,可能有另外的资源分配方案,只不过很难寻找。不存在安全序列并不意味着不存在一种可以避免死锁的资源分配方案。那么按银行家算法实施资源分配,就有可能拒绝一些不会导致死锁的资源请求,从而阻滞了某些进程的执行,而且降低了资源利用率。其他的资源分配方案难找是因为无法预知各进程以后申请资源的情况:分多少次申请,每次申清备类资源的数量是多少。