《进程死锁》课件

进程死锁多线程或多进程在运行过程中，由于竞争资源或相互等待而造成的一种僵局，导致程序无法继续执行进程死锁的概念进程死锁是指多个进程因竞争资源而互相死锁通常发生在多个进程同时请求多个资当进程处于死锁状态时，所有参与死锁的等待，导致所有进程都无法继续执行的状源时，导致形成循环等待的现象进程都会被阻塞，无法获得所需的资源态进程死锁的必要条件互斥条件占有并等待条件每个资源在同一时间只能被一个一个进程占有至少一个资源，但进程使用例如，打印机一次只同时又在等待另一个资源，该资能被一个进程使用源被其他进程占有不可剥夺条件循环等待条件进程已获得的资源在完成之前不存在一个闭环的进程集合{P1,能被其他进程强行剥夺例如，P2,...,Pn}，其中P1等待P2占有一个进程已获得一个磁盘块，该的资源，P2等待P3占有的资磁盘块在进程完成之前无法被另源，...，Pn等待P1占有的资源一个进程使用资源分配策略静态资源分配动态资源分配混合资源分配在进程创建之前分配所有所需的资源进程在执行过程中按需请求资源将静态和动态分配结合在一起无法满足要求的进程被延迟可能会导致死锁更灵活，但需要仔细管理资源分配示例假设有两个进程P1和P2，以及三个资源R

1、R2和R3P1需要R1和R2，P2需要R2和R3假设系统中R

1、R2和R3的数量分别是

2、1和1此时，如果P1获取了R1和R2，而P2获取了R2，则系统中没有足够的资源满足P2对R3的需求，导致P2陷入阻塞状态，无法继续运行当P1释放R2后，P2仍然无法获取R3，因为R3已经被P1独占此时，P1和P2都处于阻塞状态，互相等待对方的资源，形成了死锁资源分配图资源分配图是描述进程和资源之间关系的图形表示方法，它可以帮助我们直观地了解系统当前的资源分配状况，以及进程之间的相互依赖关系资源分配图由顶点和边组成，顶点表示进程和资源，边表示进程对资源的请求或占有关系资源分配图可以帮助我们判断系统中是否存在死锁，并为死锁的解决提供参考死锁检测算法资源分配图循环检测

1.

2.12通过图形的方式描述系统中资检测资源分配图中是否存在循源和进程之间的关系环依赖关系，如果有，则说明系统中存在死锁算法复杂度

3.3检测算法的时间复杂度较高，在大型系统中可能难以实时执行死锁预防策略预防死锁的必要条件避免资源竞争死锁预防策略通过限制资源分配条件，防止死锁发生这种策略可以采用非抢占式资源分配策略，即当一个进程请求一个资源主要通过破坏死锁产生的必要条件来实现时，如果该资源不可用，则该进程必须等待，直到该资源可用例如，通过实施互斥访问控制，确保每个资源在任何时间都只能由一个进程访问，从而避免了资源竞争条件通过设置资源请求顺序，可以避免循环等待条件，从而消除死锁的可能性死锁预防的必要条件互斥条件请求和保持条件

1.

2.12资源只能被一个进程使用，其进程可以请求已有的资源，并他进程需要等待持有已经分配的资源不可剥夺条件循环等待条件

3.

4.34进程不能强行剥夺资源多个进程循环等待对方持有的资源死锁预防示例资源分配顺序限制共享资源资源预分配例如，如果多个进程都需要打印机和磁每个进程只能访问特定的资源，不能访问在进程启动前，为其分配所有需要的资盘，可以指定先分配打印机，再分配磁所有共享资源，从而避免多个进程竞争同源，确保进程拥有完成任务所需的资源，盘，以避免死锁一资源避免中途争夺资源导致死锁死锁避免策略动态策略资源分配死锁避免策略属于动态策略，在系统运行过程中，根据系统状态该策略通过对资源的分配进行控制，确保系统始终处于安全状判断是否会导致死锁，并在必要时采取措施来避免死锁发生态，避免进入死锁状态死锁避免的条件系统资源分配进程请求资源系统对进程资源分配的策略，需进程在运行过程中，需要根据自要采取一定的算法，保证资源分身需求，请求系统分配资源资配的公平性和安全性源分配过程需要确保不会引发死锁进程运行状态系统需要掌握每个进程的当前运行状态，了解其已分配资源和正在等待的资源银行家算法银行家模拟模拟银行贷款，系统作为银行，进程作为客户，资源作为资金安全状态存在一个资源分配序列，能够满足所有进程的资源需求请求检查当进程请求资源时，检查是否能满足请求，并保持安全状态银行家算法示例银行家算法是用于避免死锁的一种资源分配策略算法的基本思想是在分配资源之前，检查当前状态是否安全，如果安全，则分配资源；否则，等待一个银行家分配资金给客户，必须确保所有客户都能获得他们需要的资金，并且银行本身不会破产类似地，在操作系统中，操作系统作为“银行家”，管理系统资源死锁恢复策略进程回滚进程终止资源抢占123回滚到之前状态，释放资源终止死锁进程，释放资源强占资源，释放被锁定的资源死锁恢复的方法撤销进程撤销一个或多个进程以释放资源，从而打破死锁状态回滚进程将部分或全部进程恢复到以前的状态，以便释放被占用的资源抢占资源从一个或多个进程抢占资源并分配给其他进程，以打破死锁基于进程优先级的死锁恢复优先级选择资源回收根据进程的重要性，选择优先级将该进程所占用的资源进行回最高的进程，进行恢复操作收，释放给其他进程进程重启将该进程重新启动，并分配必要的资源死锁处理的总体策略预防避免检测恢复通过限制资源获取和分配来避通过动态分析系统状态，预测在系统运行过程中检测是否发当死锁发生时，采取措施解除免死锁情况的发生，例如限制潜在的死锁情况并采取措施避生死锁，一旦检测到死锁则采死锁状态，例如终止进程、回资源获取顺序或设置资源获取免其发生，例如银行家算法取措施进行恢复，例如资源抢滚进程、预留资源等上限占或回滚进程死锁的检测和预防死锁检测死锁检测是指在系统运行过程中，检测系统是否已经进入死锁状态检测算法通常基于资源分配图，通过分析资源分配情况来判断是否存在循环等待进程死锁的避免和恢复死锁避免死锁恢复死锁避免策略在资源分配过程中，通过预测未来资源需求来避免当死锁发生时，需要采取措施来恢复系统，通常涉及撤销部分进死锁发生，并通过一些算法进行验证和控制程、回收资源或重新分配资源进程死锁的实际应用进程死锁在现实世界中广泛存在，尤其是在多任务操作系统、数据库系统和网络系统等领域例如，当多个数据库事务同时访问同一资源时，可能会出现死锁同样，在网络系统中，当多个节点同时请求同一资源时，也可能出现死锁死锁的发生会导致系统性能下降、资源浪费甚至系统崩溃因此，理解和解决死锁问题对于确保系统稳定运行至关重要进程死锁在操作系统中的实现资源管理进程调度操作系统通过资源管理模块来分操作系统使用调度算法来决定哪配和回收资源，例如CPU、内些进程可以访问资源，以及何时存、文件和设备可以访问资源死锁检测死锁预防操作系统可以检测死锁，并采取操作系统可以通过在分配资源之措施来解决死锁，例如撤销进程前测试是否会发生死锁来防止死或重新分配资源锁进程死锁的实际案例分析进程死锁的实际案例分析可以帮助我们更好地理解死锁的概念及其危害例如，在数据库系统中，两个事务可能因为争夺同一资源而陷入死锁，导致系统无法正常运行在网络通信中，两个节点可能因为网络拥塞而互相等待，导致通信中断通过分析这些案例，我们可以学习如何避免死锁，并制定相应的策略来应对死锁进程死锁的预防措施避免竞争条件避免循环等待

1.

2.12通过合理设计程序，避免多个规定资源访问顺序，避免多个进程同时访问共享资源进程无限期等待对方释放资源设置资源访问顺序使用死锁检测机制

3.

4.34为所有资源分配优先级，确保定期检测系统资源分配状态，低优先级进程不会阻塞高优先及时发现并解决死锁问题级进程进程死锁的避免措施银行家算法银行家算法是一种用于避免死锁的经典方法，它通过预先分配资源来防止死锁的发生资源分配图资源分配图是一种可视化方法，用于描述系统中进程和资源的分配情况，可以帮助识别潜在的死锁锁顺序通过制定合理的锁顺序，可以避免由于锁竞争而导致的死锁进程死锁的恢复措施进程回滚进程终止进程回滚是指将一个或多个进程回退到一个安全状态，以便恢复进程终止是指结束一个或多个进程，以解除死锁这种方法简单系统运行这种方法需要记录进程执行的步骤，以便在发生死锁有效，但可能会导致数据丢失或工作丢失后回滚到之前的时间点进程死锁在分布式系统中的应用数据一致性资源竞争分布式数据库中，多个节点对共多个节点竞争有限的资源，例如享数据的访问可能导致死锁，影网络带宽、存储空间等，可能导响数据一致性致死锁分布式事务容错性在分布式事务处理中，多个节点为了应对节点故障，分布式系统需要协同完成操作，如果操作顺通常采用冗余机制，但冗余机制序不当，可能会导致死锁也可能增加死锁发生的概率进程死锁在云计算中的应用虚拟化环境分布式环境虚拟化技术允许在单个物理服务器上运行多个虚拟机，导致资源云计算环境是分布式的，不同服务器之间进行数据交换和资源共争用增加，死锁可能性增高享，增加死锁的复杂性云平台通常使用动态资源分配，可能会导致不同虚拟机竞争相同协调多个服务器上的资源分配，防止相互等待，是云计算环境中资源，引发死锁问题解决死锁的关键进程死锁在大数据系统中的应用数据分析资源分配数据存储大数据系统中的分析任务可能会出现死大数据系统中，资源的分配和管理需要谨数据存储和处理过程中，多个进程访问相锁，例如多个分析进程争抢有限的计算资慎，避免出现死锁，例如节点、内存、磁同的数据块，可能会导致死锁，例如事务源盘空间等隔离级别进程死锁在物联网中的应用智能家居智能汽车工业物联网物联网安全互联设备间资源竞争，如网络车辆间的通信、传感器数据共生产线中设备之间的协同工恶意攻击者可以利用死锁漏带宽、电源等，可能引发死享，以及与基础设施的交互，作，如果处理不当，会造成死洞，造成系统瘫痪或数据泄锁，导致系统瘫痪都可能出现死锁问题锁，影响生产效率露总结和展望进程死锁是操作系统中的一个常见问题，它会导致系统性能下降甚至崩溃深入理解进程死锁的原理、发生条件、预防和避免方法至关重要，这有助于提高系统可靠性和性能。