种简单的线程死锁检测方法及其VC_应用
死锁检测算法(操作系统)
死锁检测算法(操作系统)死锁检测算法(操作系统)1.引言在多进程/线程的操作系统中，死锁是一种非常常见的问题。
当多个进程或线程彼此持有对方需要的资源，并且又无法释放自己持有的资源时，就会发生死锁。
死锁会导致系统陷入无法继续执行的状态，严重影响系统的可用性和性能。
因此，设计有效的死锁检测算法是操作系统的重要任务之一。
2.死锁概述死锁是指系统中的若干进程或线程因为竞争有限资源而陷入无限等待的状态。
死锁通常具有以下四个必要条件：●互斥条件：每个资源同时只能被一个进程或线程持有；●占有并等待：进程或线程至少占有一个资源，并且正在等待获取其他进程或线程占有的资源；●不可抢占：资源只能由占有者自愿释放，不能被其他进程或线程抢占；●循环等待：存在一个进程或线程的等待链，使得环路形成。
3.死锁检测算法分类为了检测死锁，操作系统可以采用以下两种常见的死锁检测算法：3.1 鸽巢原理算法它的基本思想是假定系统中没有死锁，并通过不断监测系统的资源分配状态来验证这种假设。
当检测到系统的资源分配状态将导致无法满足至少一个进程或线程的资源申请时，就表明可能发生了死锁。
3.2 资源分配图算法资源分配图算法使用有向图来描述系统中的进程或线程和资源之间的关系。
该算法通过检测资源分配图中是否存在环路来判断是否发生死锁。
如果存在环路，则表示发生了死锁。
4.鸽巢原理算法详解鸽巢原理算法的实现步骤如下：1) 初始化：将系统中所有进程或线程标记为未访问状态。
2) 模拟资源分配过程：按照系统当前的资源分配状态，模拟进程或线程请求和释放资源的过程。
3) 检查系统状态：检查系统当前的资源分配状态是否能够满足所有进程或线程的资源需求。
如果不能，则有可能发生死锁。
4) 恢复系统状态：根据资源的请求和释放情况，恢复系统的资源分配状态。
5) 重复步骤2至步骤4，直到确认系统无死锁。
5.资源分配图算法详解资源分配图算法的实现步骤如下：1) 初始化：根据系统中的进程或线程和资源，构建初始的资源分配图，包括进程或线程节点和资源节点。
如何进行编程中的死锁检测和解决方案
如何进行编程中的死锁检测和解决方案在多线程编程中，死锁是一种常见而又棘手的问题。
当两个或多个线程彼此等待对方释放资源，而导致所有线程无法继续执行时，就发生了死锁。
死锁不仅会导致程序的崩溃，还会耗尽系统资源，导致性能下降。
本文将介绍编程中的死锁检测和解决方案。
一、死锁的原因和特征死锁产生的原因通常有以下几个方面：1. 互斥条件：一个资源同时只能被一个线程占用。
2. 请求和保持条件：一个线程在获取一些资源的同时保持对已有资源的请求。
3. 不可剥夺条件：已经获得的资源在未使用完之前不能被其他线程剥夺。
4. 循环等待条件：存在一个线程资源的循环链。
死锁的特征主要包括：1. 互斥：至少有一个资源被一个线程排他性地使用，即不能同时被其他线程使用。
2. 占有并等待：至少有一个线程在等待其他线程占有的资源。
3. 不可剥夺：至少有一个资源不能被其他线程抢占。
4. 循环等待：存在一个线程-资源的循环链。
二、死锁检测方法在编程中，检测死锁的方法有以下几种：1. 鸵鸟算法：将死锁问题无视，期望问题不会发生。
但这种方法是不可靠的，因为死锁一旦发生，将会导致程序挂起或崩溃。
2. 静态分析：通过对程序代码进行静态代码分析，找出可能导致死锁的代码。
但这种方法通常需要大量的时间和精力，且不够准确。
3. 动态检测：通过运行时监控线程的状态和资源的使用情况，检测是否存在死锁。
常用的方法包括资源分配图算法和银行家算法。
三、死锁解决方案当发现死锁后，需要采取相应的解决方案来解决问题。
以下是几种常用的死锁解决方案：1. 预防死锁：通过破坏死锁产生的四个条件之一来预防死锁。
例如，避免循环等待，确保资源有序分配等。
这需要在设计和编写代码的过程中就进行考虑，以尽量避免死锁问题的发生。
2. 避免死锁：在程序运行时，控制资源的申请和分配，避免出现死锁的情况。
常用的算法有安全序列算法和银行家算法。
这些算法可以根据系统的资源情况来动态地分配资源，以确保不会发生死锁。
数据库事务处理中的死锁检测与解决方案
数据库事务处理中的死锁检测与解决方案死锁是在并发环境下经常会出现的一个问题，特别是在数据库事务处理中。
当多个事务同时竞争资源时，可能会出现死锁现象，导致系统无响应或运行缓慢。
因此，在数据库事务处理中，死锁的检测和解决方案变得尤为重要。
一、死锁的定义与原因死锁，顾名思义，即两个或多个事务互相等待对方所持有的资源，无法继续执行下去。
死锁的产生通常有以下四个必要条件：1. 互斥条件：资源只能同时被一个事务占用。
2. 请求与保持条件：一个事务在持有一部分资源的同时，又请求其他资源。
3. 不可剥夺条件：资源只能由持有者显式释放，不能被其他事务强制剥夺。
4. 循环等待条件：存在一个循环等待的事务链，每个事务都在等待其他事务所占用的资源。
二、死锁的检测方法在数据库系统中，有几种常用的死锁检测方法，如以下两种：1. 策略1：等待图等待图是一种用于检测和解决死锁的算法。
它是通过判断事务之间的互斥关系，并记录事务之间的等待关系来构建的。
如果在等待图中存在一个环路，那么就可以判断系统产生死锁了。
2. 策略2：超时机制超时机制是在进行资源申请的同时，为每个事务设置一个超时时间。
如果某个事务在等待时间过长后仍然无法获取资源，则自动放弃对该资源的请求，可以避免死锁的发生。
但是，这种方式可能会引起资源浪费，因为一个事务可能因为资源不足而频繁地放弃请求。
三、死锁的解决方案在数据库事务处理中，常用的死锁解决方案主要包括以下几种：1. 策略1：死锁预防死锁预防是一种通过确保死锁的四个必要条件之一不能同时出现来解决死锁问题的方法。
常用的死锁预防方法包括：- 资源有序分配（Resource Ordering）：为资源分配一个全局的顺序，然后按照这个顺序请求，降低出现循环等待的可能性。
- 一次只申请一个资源（One at a Time）：事务在执行过程中，一次只请求一个资源，使用完成后立即释放，并且事务之间严格按照资源的访问顺序进行请求，从而避免了循环等待的情况。
死锁的检测与解除C语言代码
if(i>0)
break;
printf("%2d",available[j]);
}
printf("\n");
}
}
主要数据结构
和银行家算法类似，需要建立相应的数组 int allocation[M][M]; int request[M][M]; int available[M]; int line[M]; //管理不占用资源的进程 int no[M]; //记录造成死锁的进程 int work[M]；
流程图
否
开始 输入总进程
数 输入资源数
输入 Allocation 矩阵
输入 Request 矩阵
输入 available 矩阵
是否发生死锁 是
死锁解除
结束
运行结果
图（1）不会发生死锁时 图（1）当发生死锁时
附录
源代码如下：
# include "stdio.h" # define M 50 int allocation[M][M]; int request[M][M]; int available[M]; int line[M]; int no[M]; int n,m,i,j,f,a=0; main() {
if(f==0) { printf("该系统将发生死锁！\n");
printf("造成死锁的进程为："); for(i=0;i<n;i++) printf("%2d",no[i]); printf("\n"); remove(); show(); } else{ printf("不会发生死锁！\n"); }
c++多线程-线程中的死锁问题
c++多线程-线程中的死锁问题假设有⼀个玩具，有两部分组成。
⼀部分是⿎另⼀部分是⿎锤，任何⼈他们想玩这个玩具的话必须要拥有这个玩具的两部分（⿎和⿎锤）。
现在假设你有两个孩⼦都喜欢玩这个玩具，如果其中⼀个孩⼦同时拿到⿎和⿎锤他可以快乐的玩耍，直到他玩累了不玩了。
如果另⼀个孩⼦想要玩这个玩具必须等前⼀个孩⼦玩完才可以玩，尽管他不⾼兴。
由于⿎和⿎锤是分开装在两个玩具盒，此时你的两个孩⼦同时想要玩这个玩具，两个孩⼦翻找玩具拿，⼀个⼈找到了⿎另⼀个找到了⿎锤，现在他们两个卡住都玩不了，除⾮⼀个很⾼兴的把玩具的⼀部分让给另外⼀个，让另⼀个玩。
但是孩⼦都⽐较调⽪，不懂得了谦让。
每个⼈都坚持⾃⼰要玩，最后的问题是他们⼀直疆持，谁也玩不了。
想象⼀个，你没有孩⼦争玩具，⽽是两个线程争互斥锁：每⼀个线程需要去锁定⼀对互斥锁（mutex）去执⾏⼀个任务，⼀个线程已经获取了⼀个互斥锁（mutex），另⼀个也获取了⼀个互斥锁（mutex）,每⼀个线程都在等待锁定另⼀个互斥锁（mutex），这样造成的结果是任何⼀个线程都⽆法得到另⼀个互斥锁（mutex）。
这种就叫死锁（deadlock)，这⾥最⼤的问题是完成任务必须锁定两个或多个互斥锁（mutex）来执⾏操作。
这种情况通常的建议是按相同的顺序来锁定多个互斥锁（mutex）,如果你⼀直先锁定mutex A再锁定mutex B，那⼀定不会发⽣死锁。
有时这很简单，因为互斥对象有不同的⽤途，但有时却不那么简单，例如互斥对象分别保护同⼀个类的单独对象时。
例如有个操作是交换同⼀个类的两个对象。
为了保证他们两个个都交换成功，避免被多线程修改。
两个对象的mutex都要锁定。
如果⼀固定的顺序去锁定（例如先锁定第⼀个参数对象，再锁定第⼆个参数对象）这会适得其反。
两个线程同时尝试交换同两个对象时，就会发⽣死锁。
幸好C++标准库有⼀个解决⽅法就是⽤ std::lock ⼀次去锁定多个mutex，这样不会让程序死锁。
数据库中死锁的检测与解决方法
数据库中死锁的检测与解决方法死锁是数据库中常见的并发控制问题，指的是两个或多个事务在互相等待对方释放资源或锁的状态，导致所有事务无法继续执行的情况。
数据库中的死锁会导致资源浪费、系统性能下降甚至系统崩溃。
因此，死锁的检测与解决方法是数据库管理中非常重要的一环。
1. 死锁的检测方法死锁的检测旨在及时发现死锁并采取措施进行解决。
以下是几种常见的死锁检测方法。
1.1 死锁检测图算法死锁检测图算法是通过构建资源分配图以及等待图来检测死锁。
资源分配图以资源为节点，以事务与资源之间的分配关系为边；等待图以事务为节点，以事务之间等待请求关系为边。
如果存在一个循环等待的环，那么就可以判断系统中存在死锁。
可以采用深度优先搜索或广度优先搜索的算法遍历图，查找是否存在环。
1.2 超时监控方法超时监控方法是通过设定一个时间阈值，在事务等待资源的过程中进行计时。
如果某个事务等待资源的时间超过阈值，系统将判断该事务可能存在死锁，并采取相应的措施解锁资源。
1.3 等待图算法等待图算法是通过分析等待图来检测死锁。
等待图的构建是以事务为节点，以资源之间的竞争关系为边。
如果图中存在一个有向环，那么就可以判断系统中存在死锁。
2. 死锁的解决方法一旦死锁被检测到，必须采取措施加以解决。
以下是几种常见的死锁解决方法。
2.1 死锁剥夺死锁剥夺是通过终止一个或多个死锁事务来解决死锁。
首先需要选择一个死锁事务，然后终止该死锁事务并释放其所占用的资源。
这种方法会造成一些事务的回滚，需要谨慎操作。
2.2 死锁预防死锁预防是通过对资源的分配与释放进行约束，从而避免死锁的发生。
例如，可以采用事务串行化，即每次只允许一个事务执行；或者采用事务超时，即设定一个时间阈值，如果事务等待时间超过阈值，则自动结束事务。
2.3 死锁检测与恢复死锁检测与恢复是在发生死锁后，通过死锁检测算法找到死锁并进行恢复。
方法可以是终止一个或多个死锁事务，也可以是通过资源抢占来解除死锁。
死锁的简单例子c语言
死锁的简单例子c语言死锁是指两个或多个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，导致各个进程都无法继续执行的情况。
在C语言中，我们可以通过多线程来模拟死锁的简单例子。
下面是一个简单的C语言多线程死锁示例：c.#include <stdio.h>。
#include <pthread.h>。
pthread_mutex_t mutex1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;pthread_mutex_t mutex2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;void thread1_function(void arg) {。
pthread_mutex_lock(&mutex1);printf("Thread 1: Holding mutex 1...\n");sleep(2);printf("Thread 1: Waiting for mutex 2...\n");pthread_mutex_lock(&mutex2);printf("Thread 1: Holding mutex 2 and mutex 1...\n");pthread_mutex_unlock(&mutex2);pthread_mutex_unlock(&mutex1);return NULL;}。
void thread2_function(void arg) {。
pthread_mutex_lock(&mutex2);printf("Thread 2: Holding mutex 2...\n");sleep(2);printf("Thread 2: Waiting for mutex 1...\n");pthread_mutex_lock(&mutex1);printf("Thread 2: Holding mutex 1 and mutex 2...\n");pthread_mutex_unlock(&mutex1);pthread_mutex_unlock(&mutex2);return NULL;}。
程序中死锁检测的方法和工具
程序中死锁检测的方法和工具翟宇鹏;程雪梅【摘要】死锁一直都是并发系统中最重要的问题之一,对死锁检测的研究一直都在不断地进行着.模型检测方法是一种重要的自动验证技术,越来越多地被用在验证软硬件设计是否规范的工作中.针对死锁检测的问题进行综述,统计已有的死锁检测方法的文献资料并给出统计结果.然后对搜集出来的文献进行分析,介绍许多动态以及静态的死锁检测方法.最后介绍两种常用的模型检测工具,提出使用模型检测工具进行死锁检测的思路与方法,并证实这种方法的可行性.【期刊名称】《现代计算机（专业版）》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P41-44,53)【关键词】死锁检测;模型检测;文献计量分析【作者】翟宇鹏;程雪梅【作者单位】四川大学计算机学院,成都610065;四川大学计算机学院,成都610065【正文语种】中文随着计算机行业的不断发展，软件规模和复杂度也在不断扩大，软件故障已成为计算机系统出错和崩溃的主要因素。
死锁[1]是分布式系统以及集成式系统中的最重要的问题之一，也是影响软件安全的主要因素。
死锁会导致程序无法正常运行或终止，甚至导致系统崩溃，带来不必要的损失。
同时，死锁的运行状态空间过大，难于重现和修正等问题使其成为软件领域的难题之一，因此，如何有效地检测死锁,提高软件的可靠性和安全性，成为急需解决的问题。
本文针对10年内国内外各知名数据库中与死锁检测以及模型检测相关的论文进行查询、筛选、分类、比较、整理等，然后对整理好的论文进行总结，分析出死锁检测的方法并进行罗列比较，以及模型检测的工具以及方法，从而再将二者结合，找出模型检测工具在死锁检测里的应用。
对搜索出来的412篇论文的不同方向进行了计量分析，并对统计的数据进行了描述，以及通过计量分析来找出这方面研究领域的热点。
因为近10年的论文更能体现出研究的正确方向，所以对于论文时间进行分析，得知最近10年每年论文发表量随着时间在平缓地增多，可知对于这方面问题的研究总体保持在增长的状态。
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d 个线程 $ 通过一互斥锁访问同一共享变量 " 该用例逻辑无误 $ 不会出现死锁现象 ’
启动两个线程来访问同一个共享变量 " 访问共享变量前每个线程必须同时获取两个 互斥锁 $ 但两个线程获取锁的顺序相反 ’ 这是教科书中给出的一种典型死锁情形 ’ 启动两个线程通过一个互斥锁访问同一个共享变量 ’ 逻辑正确无误 $ 但在特定情况 下对共享资源的访问实际上是一个不可能完成的任务 $ 这将导致线程死锁的发生 ’
摘
要 * 分析了互斥锁的使用原则 + ++ 临界区越小越好 # 基于此原则提出了一种简单 % 高效的线程死锁检测的方
法 # 实现了一个 -+,, 线程死锁检测器 $ 关键字 * -+,,, 线程 , 死锁 , 检测 中图分类号 ! /0#’1 文献标识码 ! 2 文章编号 ! ’""%3).%# !!"". ""!4""1($".
’
原
理
在多线程应用中为了保证系统状态的完整性和一致性 # 必须利用互斥锁对共享资源进行保护 $ 互斥锁 可以为共享资源建立临界区 *当一个线程需要访问共享资源时首先获取互斥锁进入临界区 #然后访问共享 资源 #最后释放互斥锁离开临界区 $ 如果互斥机制使用不当使得一个互斥锁被一个线程无限期的占用 # 就 会引起线程死锁 $ 此时其他想进入临界区的线程将一直等待 #应用程序的全部或者一部分停止工作 $ 在一 个复杂的应用程序中定位 % 排除线程死锁是一个很困难的而耗时的工作 #快速检测并定位可能发生的死锁 对解决死锁问题是非常重要的 $ 互斥锁是共享资源的保护神 # 它确保任何时刻只有一个线程可以访问共享资源 $ 临界区的效果是多个 线程访问同一个临界区时被串行化了 # 因此损失了并行度进而影响系统的整体效率 $ 为降低临界区对系统 整体效率的影响 # 在使用临界区时有这样一个原则 * 任一线程只在临界区内做最必要的工作 $ 因为临界区 是由互斥锁建立起来的 # 所以这个原则也可以这样描述 * 任意给定的互斥锁 # 任意时刻被同一个线程持续
U;FE *EE>%+;<= Z?;<=@I (AA4G+;<=S4?L4G ?;<=4GXQ,(AA4G+;<=@) JJ 锁住 Q,+;<=H ,FAH3DA<4[Q,+;<=H[FAH4G3XZ?;<=@ ) R U;FE ’4Q;U4X%+;<= Z?;<=@I (AA4G+;<=S4?L4G ?;<=4GXQ,(AA4G+;<=@) JJ 锁住 Q,+;<=H ,FAH3DA<4[Q,+;<=H[4GDH4XZ?;<=@) R
第 4% 卷 第 ! 期
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收稿日期 ! !""#$"%$!& 作者简介 ! 郑冬黎 !’&()$ "# 女 # 湖北襄樊人 # 工学硕士 $
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湖北汽车工业学院学报
!""! 年 " 月
占用的时间越短越好 ! 事实上对任何应用程序 " 如果某个互斥锁被一个线程持续占用超过# 秒 " 那么开发者 就应仔细检查该互斥锁的的应用逻辑 " 因为其中很可能存在着逻辑错误 " 即使它不引起线程死锁 " 也必将 #$ 总之它必须被排除 % 成为一个性能瓶颈$ 因此可以通过监视应用程序中所有的互斥锁 "及时发现任何可能出现的死锁并准确给出其确切位置 !
限于篇幅 $测试 c("的代码省去 )测试"的代码与测试d 非常相似 *’ 测试 d的代码如下 &
)(0-- 8J4-.80-4d6
+ ^H +
#$%&’ ()*%&’ ! +,- ()./01230-0!
湖北汽车工业学院学报
!""! 年 " 月
4-0-+& 35673 589:;8 </120= "$;>683 ?010(#@ #<24-#042A B?</+4 C "#<24-#042A B $?010( ! D%1 %+,- + C E ! + F GHH ! +II $@ J9<J7)$6#K "?</+4LM()*%&’$! ?</+4LM()./01230-0II ! .*22?NGH B GHHHO ! R 12-S1, H ! R ?ST*+& ’ U%+= -24-N O@ ( R ! PP 启动两个测试线程 & 线程方法是 </120= R! PP 相对于 Q秒钟是一个不可能完成的任务 & 在实际应用中 $J:>J)$6#KN?</+4LM()*%&’O ! PP 这里可能是一个因协议失效而不可能完成的网络操作
*) JJ 构造函数和析构函数 ! %C4DE?;<=1;AF3;G使用单件模式 " 限于篇幅相关代码省去
<?DHH (AA4G+;<=I * R Q,(AA4G+;<= ) JJ 内部锁是 %+;<= 的简化版本 " 参见 %+;<= JJ 锁助手 " 在构造方法锁定一个 (AA4G+;<= 对象 " 析构时释放该对象 JJ 退出信号 " 用于通知监视线程退出 JJ 监视线程 S*0C+. Q,1;AF3;G)TG4DE ) JJ 监视线程的句柄 H3D3F< CV/’C V(0*W( 1;AF3;G)TG4DEX+W$/(C LDGDQB)
图8 监视互斥锁方法示意图
9
$%:&线程死锁检测器的实现
下 面 给 出 一 个 $% && 线 程 死 锁 检 测 器 的 具 体 实 现 " 它 由 两 部 分 组 成 &%+;<= 封 装 临 界 区