《進(jìn)程死鎖》課件

《進(jìn)程死鎖》PPT課件進(jìn)程死鎖的定義進(jìn)程死鎖的起因進(jìn)程死鎖的避免進(jìn)程死鎖的檢測與解除進(jìn)程死鎖的案例分析contents目錄01進(jìn)程死鎖的定義進(jìn)程死鎖是指兩個或多個進(jìn)程在執(zhí)行過程中，因競爭資源而造成的一種相互等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法向前推進(jìn)。這些進(jìn)程可能在不同的機(jī)器或處理器上運(yùn)行，也可能在同一個機(jī)器或處理器上運(yùn)行。進(jìn)程死鎖通常發(fā)生在多個進(jìn)程相互之間存在資源競爭的情況下，且每個進(jìn)程都有請求未被滿足。什么是進(jìn)程死鎖ABCD進(jìn)程死鎖的特性互斥性至少有一個資源必須為互斥方式分配，即一次只允許一個進(jìn)程使用。非搶占資源不能被搶占，即當(dāng)一個進(jìn)程已獲得某些資源后，這些資源只能由該進(jìn)程自己來釋放。占有并等待一個進(jìn)程必須占有至少一個資源，并等待獲取它所申請的另一個資源。循環(huán)等待系統(tǒng)中若干個進(jìn)程形成一種頭尾相接的環(huán)路，每個進(jìn)程都在等待下一個進(jìn)程所占有的資源。一種避免死鎖的著名算法，通過確保系統(tǒng)始終處于安全狀態(tài)來避免死鎖的發(fā)生。銀行家算法描述了當(dāng)五個哲學(xué)家圍坐在圓桌旁時，如何避免死鎖的問題。哲學(xué)家就餐問題描述了在生產(chǎn)者和消費(fèi)者共享有限緩沖區(qū)時，如何避免死鎖的問題。生產(chǎn)者消費(fèi)者問題進(jìn)程死鎖的示例02進(jìn)程死鎖的起因資源分配不均如果系統(tǒng)中的資源分配不均，某些進(jìn)程可能會因?yàn)闊o法獲得足夠的資源而阻塞。資源搶占當(dāng)一個進(jìn)程持有的資源被其他進(jìn)程請求時，如果該進(jìn)程無法釋放資源，則可能導(dǎo)致死鎖。資源不足當(dāng)系統(tǒng)中資源不足，無法滿足進(jìn)程的需求時，可能導(dǎo)致進(jìn)程阻塞，等待其他進(jìn)程釋放資源。競爭資源請求資源01當(dāng)一個進(jìn)程請求某個資源時，如果該資源被其他進(jìn)程持有，則該進(jìn)程會被阻塞，等待其他進(jìn)程釋放資源。持有資源02持有資源的進(jìn)程可能會繼續(xù)申請其他資源，如果這些資源被其他進(jìn)程持有，則該進(jìn)程也會被阻塞。循環(huán)等待03當(dāng)系統(tǒng)中存在多個等待資源的進(jìn)程，且每個進(jìn)程都在等待另一個進(jìn)程釋放其所需的資源時，就會形成一個循環(huán)等待的局面，最終導(dǎo)致死鎖。請求和保持無外力作用如果系統(tǒng)沒有提供有效的死鎖預(yù)防機(jī)制，例如超時設(shè)置、死鎖檢測和恢復(fù)等，則可能會導(dǎo)致死鎖。缺乏死鎖預(yù)防機(jī)制如果系統(tǒng)設(shè)計不合理，可能會導(dǎo)致死鎖。例如，如果系統(tǒng)沒有為資源分配和釋放提供合適的機(jī)制，或者沒有對進(jìn)程的執(zhí)行順序進(jìn)行合理的調(diào)度，都可能導(dǎo)致死鎖。系統(tǒng)設(shè)計缺陷編程錯誤也可能導(dǎo)致死鎖。例如，程序員可能錯誤地編寫了代碼，導(dǎo)致多個進(jìn)程相互等待對方釋放資源，從而形成死鎖。編程錯誤03進(jìn)程死鎖的避免03設(shè)置資源分級將系統(tǒng)中的資源按照優(yōu)先級進(jìn)行排序，并按照優(yōu)先級順序分配資源，以降低死鎖的風(fēng)險。01保持系統(tǒng)有序性通過合理的系統(tǒng)設(shè)計和資源分配，保持系統(tǒng)中的進(jìn)程和資源的有序狀態(tài)，從而預(yù)防死鎖的發(fā)生。02避免饑餓確保每個等待資源的進(jìn)程都能獲得所需的資源，避免因資源饑餓而導(dǎo)致的死鎖。預(yù)防死鎖123通過一系列的規(guī)則和限制，確保系統(tǒng)中的進(jìn)程不會進(jìn)入死鎖狀態(tài)。例如，限制對資源的請求、預(yù)先分配資源等。死鎖預(yù)防通過定期檢測系統(tǒng)中的死鎖狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)死鎖，采取相應(yīng)的措施恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。死鎖檢測與恢復(fù)通過動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)中的資源分配和進(jìn)程調(diào)度，降低死鎖發(fā)生的可能性。例如，采用銀行家算法、避免循環(huán)等待等策略。死鎖避免避免死鎖的策略04進(jìn)程死鎖的檢測與解除介紹不同的死鎖檢測算法，如資源圖算法、矩陣算法等，以及它們在實(shí)現(xiàn)上的優(yōu)缺點(diǎn)。死鎖檢測算法死鎖預(yù)防與避免死鎖檢測時機(jī)死鎖檢測效率闡述如何通過資源預(yù)分配、饑餓避免等策略來預(yù)防和避免死鎖的發(fā)生。討論何時進(jìn)行死鎖檢測，以及死鎖檢測的頻率如何設(shè)置。分析死鎖檢測算法的效率，以及如何提高檢測效率。死鎖檢測資源搶占策略詳細(xì)描述資源搶占策略的實(shí)現(xiàn)過程，包括如何確定搶占資源、如何選擇釋放資源等。解除死鎖的代價分析解除死鎖可能帶來的代價，如系統(tǒng)性能下降、數(shù)據(jù)一致性破壞等。回滾恢復(fù)策略闡述回滾恢復(fù)策略的基本思想，以及如何進(jìn)行回滾操作。解除死鎖的方法介紹解除死鎖的常用方法，如資源搶占、回滾恢復(fù)等。解除死鎖05進(jìn)程死鎖的案例分析銀行家算法銀行家算法是一種避免死鎖的著名算法，由艾茲赫爾·戴克斯特拉在1965年提出。02該算法以銀行借貸系統(tǒng)的分配策略為模型，當(dāng)進(jìn)程請求資源時，系統(tǒng)先判斷是否滿足其請求，若不滿足則阻塞該進(jìn)程，若滿足則分配資源。03銀行家算法通過確保系統(tǒng)始終處于安全狀態(tài)來避免死鎖的發(fā)生。01123兩進(jìn)程死鎖問題是指兩個或兩個以上進(jìn)程在競爭資源的過程中，因相互等待對方釋放資源而造成的一種僵持狀態(tài)。例如，進(jìn)程A擁有資源1并請求資源2，而進(jìn)程B擁有資源2并請求資源1，這樣兩個進(jìn)程就會陷入死鎖。解決兩進(jìn)程死鎖問題的方法包括避免、檢測和解除死鎖。兩進(jìn)程死鎖問題多進(jìn)程死鎖問題多進(jìn)程死鎖問題是指多個進(jìn)程在競爭資源的過程中，因相互等待對方釋放資源而造成的一種僵持狀態(tài)。多進(jìn)程