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死鎖產生的原因以及解決方法

一.什麼是死鎖?

   死鎖是由於兩個或以上的執行緒互相持有對方需要的資源,導致這些執行緒處於等待狀態,無法執行。

二.產生死鎖的四個必要條件

   1.互斥性:執行緒對資源的佔有是排他性的,一個資源只能被一個執行緒佔有,直到釋放。

   2.請求和保持條件:一個執行緒對請求被佔有資源發生阻塞時,對已經獲得的資源不釋放。

   3.不剝奪:一個執行緒在釋放資源之前,其他的執行緒無法剝奪佔用。

   4.迴圈等待:發生死鎖時,執行緒進入死迴圈,永久阻塞。

三.產生死鎖的原因

   1.競爭不可搶佔性資源

    p1已經開啟F1,想去開啟F2,p2已經開啟F2,想去開啟F1,但是F1和F2都是不可搶佔的,這是發生死鎖。

   2.競爭可消耗資源引起死鎖

    程序間通訊,如果順序不當,會產生死鎖,比如p1發訊息m1給p2,p1接收p3的訊息m3,p2接收p1的m1,發m2給p3,p3,以此類推,如果程序之間是先發資訊的那麼可以完成通訊,但是如果是先接收資訊就會產生死鎖。

   3.程序推進順序不當

    程序在執行過程中,請求和釋放資源的順序不當,也同樣會導致產生程序死鎖。

四.避免死鎖的方法

   1.破壞“請求和保持”條件

    想辦法,讓程序不要那麼貪心,自己已經有了資源就不要去競爭那些不可搶佔的資源。比如,讓程序在申請資源時,一次性申請所有需要用到的資源,不要一次一次來申請,當申請的資源有一些沒空,那就讓執行緒等待。不過這個方法比較浪費資源,程序可能經常處於飢餓狀態。還有一種方法是,要求程序在申請資源前,要釋放自己擁有的資源。

   2.破壞“不可搶佔”條件

    允許程序進行搶佔,方法一:如果去搶資源,被拒絕,就釋放自己的資源。方法二:作業系統允許搶,只要你優先順序大,可以搶到。

   3.破壞“迴圈等待”條件

    將系統中的所有資源統一編號,程序可在任何時刻提出資源申請,但所有申請必須按照資源的編號順序(升序)提出

五.死鎖的檢測

  1.每個程序、每個資源制定唯一編號

  2.設定一張資源分配表,記錄各程序與佔用資源之間的關係

  3.設定一張程序等待表,記錄各程序與要申請資源之間的關係  

                                                              資源分配表

資源 程序
r1 p2
r2 p5
r3 p4
r4 p1

 

 

                 程序等待表

資源 程序
p1 r1
p2 r3
p4 r4

 

    p1-r1-p2-r3-p4-r4-p1 出現環路引起死鎖

六.死鎖的解除

  1.搶佔資源,從一個或多個程序中搶佔足夠數量的資源,分配給死鎖程序,以解除死鎖狀態。

  2.終止(或撤銷)程序,終止(或撤銷)系統中的一個或多個死鎖程序,直至打破迴圈環路,使系統從死鎖狀態解脫出來.