操作系统死锁
死锁的原因及解决方法
死锁的原因及解决方法死锁是指在并发系统中，两个或多个进程无限地等待对方释放已占用资源的状态。
死锁是多进程协作的一种异常情况，普遍存在于操作系统中。
理解死锁的原因以及采取适当的解决方法是确保计算机系统稳定运行的重要一环。
本文将探讨死锁的原因以及解决方法。
一、死锁的原因1. 互斥条件死锁发生的首要原因是资源的互斥使用。
即某一资源在同一时间只能被一个进程使用，如果有其他进程请求该资源，则必须等待，直至该资源被释放。
当出现多个进程同时占用多个资源，并且它们之间互相等待对方所占用的资源时，就可能产生死锁。
2. 请求与保持条件当一个进程请求资源而该资源又被其他进程占用时，请求进程必须等待，但同时保持已获得的资源不被释放。
如果多个进程都在等待其他进程占用的资源同时保持自己占用的资源，则可能形成循环等待，导致死锁的发生。
3. 不可剥夺条件资源分配后不能被剥夺的特性也会导致死锁。
即已分配的资源只能由拥有它的进程主动释放，其他进程无法将其剥夺。
当一个进程占用资源并等待获取其他资源时，如果其他进程无法剥夺已占用的资源，那么这种情况会导致死锁。
4. 循环等待条件当存在一组进程互相等待对方所占用的资源时，就会产生循环等待的条件。
这个循环等待的环路可以是单个资源的循环，也可以是多个资源之间的循环，但无论是哪种情况，只要出现循环等待，就会发生死锁。
二、死锁的解决方法1. 预防死锁预防死锁是通过破坏死锁发生的四个必要条件来防止死锁的产生。
其中最直接有效的方法是破坏循环等待条件，可以通过引入资源有序分配来达到目的。
也可以通过破坏请求与保持条件，即请求资源时一次性申请所需要的全部资源，而不是一次请求一个资源，以消除死锁发生的可能性。
2. 避免死锁避免死锁是在程序执行时进行资源分配，通过安全序列的原理来避免系统进入不安全状态。
所谓安全序列，即在系统中存在一个进程执行顺序，使得每个进程能够按照顺序执行并顺利完成。
通过安全序列的判断，可以避免死锁的发生。
《操作系统》习题集：第6章 死锁
第6章死锁-习题集一、选择题1.在操作系统中，死锁出现是指（）。
【＊，★，联考】A. 计算机系统发生重大故障B. 资源个数远远小于进程数C. 若干进程因竞争资源而无限等待其他进程释放已占有的资源D. 进程同时申请的资源数超过资源总数2.在（）的情况下，系统出现死锁。
【＊，联考】A. 计算机系统发生了重大故障B. 有多个封锁的进程同时存在C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源D. 资源数远远小于进程数或进程同时申请的资源数远远超过资源总数3.当出现（）情况下，系统可能出现死锁。
【＊，联考】A. 进程释放资源B. 一个进程进入死循环C. 多个进程竞争资源出现了循环等待D. 多个进程竞争共享型设备4.为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。
但是，不适当的（）也可能产生死锁。
【＊＊，联考】A. 进程优先级B. 资源线性分配C. 进程推进顺序D. 分配队列优先权5.采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用（）方法解除死锁。
【＊，★，联考】A. 执行并行操作B. 撤销进程C. 拒绝分配新资源D. 修改信号量6.死锁产生的原因之一是（）。
【＊，联考】A. 系统中没有采用SPOOLing技术B. 使用的P、V操作过多C. 有共享资源存在D. 资源分配不当7.产生死锁的4个必要条件是：互斥、（）、循环等待和不剥夺。
【＊，联考，？】A. 请求与阻塞B. 请求与保持C. 请求与释放D. 释放与阻塞8.一个进程在获得资源后，只能在使用完资源后由自己释放，这属于死锁必要条件的（）。
【＊，联考】A. 互斥条件B. 请求和释放条件C. 不剥夺条件D. 环路等待条件9.死锁的预防是根据（）而采取措施实现的。
【＊，★，联考】A. 配置足够的系统资源B. 使进程的推进顺序合理C. 破坏死锁的四个必要条件之一D. 防止系统进入不安全状态10.资源的有序分配策略可以破坏死锁的（）条件。
【＊＊，★，联考】A. 互斥B. 请求和保持C. 不剥夺D. 循环等待11.发生死锁的必要条件有4个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这4个必要条件之一来实现，但破坏（）条件是不太实际的。
操作系统课件 第6章 死锁
死锁检测算法
⑤ 随机选取一条没有标记的从该节点出发 的弧(有向边)，标记它。然后顺着这根 弧找到新的当前节点，返回到第3步。 ⑥ 移走该节点，返回到前一个节点。返回 第4步。
6.3.1 每种类型一个资源的死锁检测
问题的提出
是否资源分配图中存在环就一定有 死锁？
有环有死锁
有环无死锁
死锁定理
进程推进顺序不合理
进程在运行过程中具有异步性特征，如果它们 之间的请求和释放资源的顺序不当，也同样会导 致进程产生死锁。
(1) 竞争资源产生的死锁：
进程
P1
资源
R1
R2
资源
P2
进程
(2) 进程推进顺序不合理产生的死锁：
例：生产者—消费者问题中，若PV操作使用不 当，把生产者进程两个P操作次序互换，先执行 P(mutex)，后执行P(empty)，则可能会引起死锁。
经分析，在T0时刻，系统是安全的。因为存在 一个安全序列p2、p1、p3。见下图。
进程 最大需求 已分配 还需 可用
p1 p2
p3
10 4
9
5 2
2
5 2
7
3
由安全状态向不安全状态的转换
如果在T0 状态不按安全序列进行分配， 可能会导致系统进入一个不安全状态。
例如在T0状态下P3中申请1台磁带机。 如系统实施此次分配使系统状态由T0变为 T1状态，分析T1状态安全情况。
6.4.1 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。 • 不安全状态: 不存在一个安全序列，则 系统处于不安全状态。
6.4.1 安全状态和不安全状态
os课程设计死锁
os课程设计死锁一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握操作系统中死锁的概念、原因、类型及避免方法。
通过本课程的学习，学生应能够：1.理解死锁的定义及其在操作系统中的重要性。
2.识别导致死锁的四个必要条件。
3.区分死锁与饥饿、活锁的区别。
4.分析具体实例中的死锁问题，并提出解决方案。
5.应用死锁理论知识，解决实际操作系统问题。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括：1.死锁的定义与基本概念：介绍死锁的定义、特点及在操作系统中的含义。
2.死锁的四个必要条件：分析并理解导致死锁的四个必要条件，即互斥条件、占有和等待条件、不剥夺条件、循环等待条件。
3.死锁的类型与避免方法：介绍死锁的不同类型，如资源分配图、资源分配矩阵等，并学习死锁避免算法，如银行家算法、资源请求算法等。
4.死锁的实际案例分析：分析实际操作系统中的死锁案例，如Linux、Windows等操作系统中的死锁问题，探讨解决方案。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：通过讲解死锁的基本概念、原因及避免方法，使学生掌握理论知识。
2.案例分析法：分析实际操作系统中的死锁案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。
3.实验法：安排实验课程，让学生动手实践，加深对死锁理论知识的理解。
4.讨论法：学生进行分组讨论，分享学习心得，互相答疑解惑。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将提供以下教学资源：1.教材：《操作系统原理与实践》等教材，为学生提供理论知识的系统学习。
2.参考书：推荐《现代操作系统》、《操作系统设计与实现》等参考书，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：提供教学PPT、视频讲座等多媒体资料，帮助学生更好地理解课程内容。
4.实验设备：提供计算机实验室，让学生进行实际操作，增强实践能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的课堂表现，占总评的30%。
操作系统中的死锁问题及解决方法讨论
操作系统中的死锁问题及解决方法讨论在计算机科学中，死锁是指两个或多个进程互相等待对方释放资源，从而导致它们都无法继续执行的情况。
死锁是多道程序系统中常见的问题，如果不及时解决，会导致系统资源占用不当，影响系统的稳定性和性能。
死锁通常发生在进程之间相互竞争有限的资源时，例如内存、文件、网络连接等。
当一个进程持有一些资源并等待另一个进程持有的资源时，就可能发生死锁。
为了避免死锁问题，操作系统设计者提出了多种解决方法：1. 预防死锁：通过合理地设计系统资源分配算法，尽量避免进程发生死锁。
例如，可以使用银行家算法来保证资源请求序列是安全的，从而避免死锁的发生。
2. 避免死锁：在资源分配之前，系统可以根据当前的资源状态来判断是否分配资源会导致死锁，如果是，则不分配资源。
常用的避免死锁算法有资源分配图算法和银行家算法。
3. 检测死锁：系统可以周期性地检测系统中是否存在死锁情况，一旦检测到死锁，就采取相应的措施进行恢复。
常用的检测死锁算法有图论算法、银行家算法等。
4. 解除死锁：一旦系统检测到死锁的存在，就需要解除死锁。
解除死锁的常用方法包括资源剥夺和进程终止。
资源剥夺是指系统剥夺一些进程的资源，以解除死锁；进程终止是指系统终止一些进程，以释放资源。
死锁问题是操作系统中一个重要且常见的问题，在设计和使用操作系统时，需要重视死锁问题并采取相应的预防和解决措施。
合理地设计系统资源分配策略、优化进程调度算法、定期检测死锁情况等都可以帮助系统避免死锁，提高系统的可靠性和稳定性。
操作系统的死锁问题及解决方法一直是计算机科学领域的研究热点，希望未来能够提出更加有效的死锁预防和解决方案，为操作系统的稳定性和性能提供更好的保障。
操作系统学习笔记（七）死锁
操作系统学习笔记（七）死锁⼀、资源把需要排他性使⽤的对象称为资源。
资源可以是硬件也可以是软件，⽐如打印机或者数据库中的⼀个加锁记录。
资源可以分为两类：可抢占资源和不可抢占资源。
可抢占资源：可以从拥有它的进程中抢占⽽不产⽣副作⽤。
不可抢占资源：不引起相关的计算失败的情况下，⽆法把它从占有它的进程处抢占过来。
抢占这个词，在进程和线程调度时就提到了这个概念，那时是进程或者线程可以抢占CPU，即抢占式调度。
存储器也可以抢占，如内存换页。
⼀般来说，可抢占资源不会引起死锁，可以在进程间重新分配资源⽽得到解决。
⼆、死锁死锁的概念：如果⼀个进程集合中，每个进程都在等待只能由该集合中其他进程才能引发的事件，那么该进程集合就是死锁的。
死锁并不仅仅发⽣在资源上，资源死锁只是⼀种。
资源死锁的四个必要条件：（1）互斥条件。
每个资源要么已经分配给了⼀个进程，要么就是可⽤的。
（2）占有和等待条件。
已经得到了某个资源的进程可以再请求新的资源。
（3）不可抢占条件。
已经分配给⼀个进程的资源不能被抢占，只能由占有它的进程显式地释放。
（4）环路等待条件。
死锁发⽣时，系统中⼀定有由两个或以上的进程组成的⼀条环路，该环路中的每个进程都在等待着下⼀个进程所占有的资源。
可以⽤⼀个有向图来表⽰资源分配的情况。
⽤圆形节点表⽰进程，⽅形表⽰资源。
从资源节点到进程节点的有向边表⽰该资源被请求、并被进程占⽤。
由进程到资源节点的有向边表⽰进程正在请求该资源，并且因为请求资源⽽导致进程被阻塞，处于等待该资源的状态。
这样，根据环路等待条件，⼀旦在某个时候有向图中出现了两个或两个以上进程组成的环路，就会导致死锁的发⽣。
下图是《现代操作系统》中的⼀个例⼦：现在有三个进程A、B、C，它们需要R、S、T三个资源中的其中两个，具体参见图上⽅的信息。
操作系统可以选取任意⼀个就绪的进程执⾏。
我们可以看到，在第⼀种执⾏顺序中，每个进程都占有了⼀个资源，从⽽在请求第⼆个资源的时候，每个进程都进⼊了阻塞态，最后没有进程可以执⾏。
计算机操作系统 第5章 死 锁
5.2
死 锁 预 防(Deadlock Prevention) -2
所有进程对资源的请求必须严格按资源序号递增的次序提出。 这样在所形成的资源分配图中不可能再出现环路，因而摒弃 了“环路等待”条件，在采用这种策略时总有一个进程占据 了较高序号的资源，它继续请求的资源必然是空闲的，因而 进程可以一直向前推进。这种预防死锁的策略可以提高资源 利用率，但在进程使用各类资源的顺序与系统规定的顺序不 同时会造成资源浪费的情况。 • 资源按级分配法 该方法是把资源递增排序成若干等级（如L1、L2…….Lm）， 其中每级可包含几类资源，要求每个进程在获得了Lj级中资 源之后 ，它才能申请更高级的LK（LK＞Lj）级中的资源；如 果它还需申请比LK级低的LI级（LI<LK）资源，则必须先释放 所有大于LI级的资源。该方法是Haveder 1968年在设计IBM／ 360 OS时提出的，资源共分三级，第一级数据集或文件，第 二级主存，第三级I/O设备。
5.2
死 锁 预 防(Deadlock Prevention) -1
3。破坏请求和保持条件 破坏请求和保持条件 系统可采用资源静态予分配方式 资源静态予分配方式来破坏请求保持条件。系 资源静态予分配方式 统要求所有进程一次性地申请在整个运行过程中全部资源， 若系统有足够资源满足给进程，则在运行前，一次性将其所 需要的所有资源分配给该进程。这样该进程在整个运行期间， 便不再提出资源要求，从而摒弃了请求条件。这种预防死锁 的方法，优点是简单、易予实现且很安全，但其资源利用率 很低，进程也延迟运行。 4。破坏循环等待条件 破坏循环等待条件 • 有序资源使用法 该方法将所有的资源按类型进行线性排队，并赋予不同的 序号。例如令输入机的序号为1，打印机序号为2，磁盘机序 号为3等。
操作系统原理课件-第八讲死锁问题(DEADLOCK)
Finish[i] = false和Necdi≤Work，如找到则执行步骤C，如找不 到同时满足以上二条件的进程则执行步骤D。
C.当进程i获得资源后可顺利执行直到完成，并释放出分配给它的 资源，表示如下：
work = work+Allocationi ； Finish[i]=true ；转执行步骤B。 D.如果所有的Finish[i]＝true，则表示系统处于安全状态，否则 系统处于不安全状态。
P4
743
431
002
P2
745
600
302
P0
10 4 7 7 4 3
010
532 743 745 10 4 7 10 5 7
True
True True T0时刻的另 True 一个安全序 True 列
2、 P1请求资源
P1发出请求向量Request(1,0,2),系统按银行家算法进行检查： （1）Request1(1,0,2)≤Need(1,2,2) （2）Request1(1,0,2) ≤Available(3,3,2) （3）系统假定可为P1分配资源，并修改Available,Allocation1和
Need向量。 （4）检查此时系统是否安全。
发现可以找到一个安全序列{P1，P3，P4，P0，P2}，因此系 统是安全的，可以立即将P1所申请的资源分配给它。
3、P4请求资源
P4发出请求向量Request4(3,3,0),系统按银行 家算法进行检查： （1）Request4(3,3,0)≤Need4(4,3,1) （2）Request4(3,3,0)≮Available(2,3,0),让 P4等待。
假设用Requesti[ j]=k表示并发执行时进程i提出请求j类资 源k个。系统按下述步骤进行检查：
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操作系统死锁
操作系统中死锁是必考的一个题目。
下面由店铺为大家整理了操作系统的死锁的相关知识，希望对大家有帮助!
一、操作系统死锁的概念
所谓死锁<DeadLock>: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等竺的进程称为死锁进程.
由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了一种特殊现象死锁。
一种情形，此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞(等待)，每个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。
例如，如果线程A锁住了记录1并等待记录2，而线程B锁住了记录2并等待记录1，这样两个线程就发生了死锁现象。
计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当，更常见的可能是程序员写的程序有错误等，则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。
二、产生死锁的原因
(1) 因为系统资源不足。
(2) 进程运行推进的顺序不合适。
(3) 资源分配不当等。
如果系统资源充足，进程的资源请求都能够得到满足，死锁出现的可能性就很低，否则
就会因争夺有限的资源而陷入死锁。
其次，进程运行推进顺序与速度不同，也可能产生死锁。
三、产生死锁的四个必要条件
(1) 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
(2) 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的
资源保持不放。
(3) 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
(4) 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之
一不满足，就不会发生死锁。
四、死锁的解除与预防
理解了死锁的原因，尤其是产生死锁的四个必要条件，就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。
所以，在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立，如何确定资源的合理分配算法，避免进程永久占据系统资源。
此外，也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源,在系统运行过程中，对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源，若分配后系统可能发生死锁，则不予分配，否则予以分配。
因此，对资源的分配要给予合理的规划。
(1)有序资源分配法
这种算法资源按某种规则系统中的所有资源统一编号(例如打印机为1、磁带机为2、磁盘为3、等等)，申请时必须以上升的次序。
系统要求申请进程：
1、对它所必须使用的而且属于同一类的所有资源，必须一次申请完;
2、在申请不同类资源时，必须按各类设备的编号依次申请。
例如：进程PA，使用资源的顺序是R1，R2; 进程PB，使用资源的顺序是R2，R1;若采用动态分配有可能形成环路条件，造成死锁。
采用有序资源分配法：R1的编号为1，R2的编号为2;
PA：申请次序应是：R1，R2
PB：申请次序应是：R1，R2
这样就破坏了环路条件，避免了死锁的发生
(2)银行算法
避免死锁算法中最有代表性的算法是Dijkstra E.W 于1968年提出的银行家算法：
该算法需要检查申请者对资源的最大需求量，如果系统现存的各类资源可以满足申请者的请求，就满足申请者的请求。
这样申请者就可很快完成其计算，然后释放它占用的资源，从而保证了系统中的所有进程都能完成，所以可避免死锁的发生。
死锁排除的方法
1、撤消陷于死锁的全部进程;
2、逐个撤消陷于死锁的进程，直到死锁不存在;
3、从陷于死锁的进程中逐个强迫放弃所占用的资源，直至死锁消失。
4、从另外一些进程那里强行剥夺足够数量的资源分配给死锁进程，以解除死锁状态。