死鎖問題
1.多道程式系統藉助併發執行改善資源利用率，提高系統吞吐量，但可能發生一種危險——死鎖。
死鎖（Deadlock）：指多個程序在執行過程中，因爭奪資源而造成的一種僵局。當程序處於這種狀態時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進。
死鎖（Deadlock）: 指程序之間無休止地互相等待!
飢餓（Starvation）:指一個程序無休止地等待！
2.死鎖發生：雙方都擁有部分資源，同時在請求對方已佔有的資源。
 請求推進的次序與對非剝奪性資源的爭用都是造成死鎖的原因。
2.1產生死鎖的原因可歸結為如下兩點：
2.1.1競爭資源。系統中供多個程序共享的資源如印表機、公用佇列等的數目不滿足需要時，會引起資源競爭而產生死鎖。
可把系統中的資源分為兩類：
 可剝奪和非剝奪性資源
可剝奪性資源：分配給程序後可以被高優先順序的程序剝奪。如CPU和主存。
不可剝奪性資源：分配給程序後只能在程序用完後釋放。如磁帶機、印表機等。
 永久性資源和臨時性資源
永久性：印表機。可順序重複使用
臨時性：程序產生被其他程序短暫使用的資源，如資料資源：“生產者/消費者”演算法中的訊號量。它可能引起死鎖。
2.1.2程序間推進順序非法。程序在執行過程中，請求和釋放資源的順序不當，同樣會導致死鎖。
 程序在執行中具有非同步性特徵，多個程序按向前推進的順序有兩種情況：

1. 推進順序合法
2. 推進順序非法
   各程序之間只要進入了交叉區域就有可能發生死鎖。
   3、 產生死鎖的必要條件
   形成死鎖的四個必要條件（四個條件都具備就會死鎖，缺一就不會死鎖）
   ① 互斥條件：程序對所分配到的資源進行排他性使用
   ② 請求和保持條件：程序已經保持了至少一個資源，又提出新的資源請求，而新請求資源被其他程序佔有只能造成自身程序阻塞，但對自己已獲得的其他資源保持不放，必然影響其他程序。
   ③ 不剝奪條件：程序已獲得的資源未使用完之前不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放。
   ④ 環路等待條件
   破壞這4個條件即是處理死鎖的方法。
   4、處理死鎖的基本方法
   4.1事先預防：
   ① 預防死鎖
    設定限制條件，破壞四個必要條件的一個或幾個，預防發生死鎖。
    較易實現。限制條件的嚴格也會導致系統資源利用率和系統吞吐量降低。
   ② 避免死鎖
    不須事先限制，破壞四個必要條件，而是在資源的動態分配過程中，用某種方法去防止系統進入不安全狀態，從而避免發生死鎖。
    這種事先加以較弱限制的方法，實現上有一定難度，但可獲較高的資源利用率及系統吞吐量，目前在較完善的系統中，常用此方法來避免發生死鎖。
   4.2事後處理：
   ③ 檢測死鎖。
    允許系統執行過程中發生死鎖，但通過系統檢測機構可及時的檢測出，能精確確定與死鎖有關的程序和資源；然後採取適當的措施，從系統中將已發生的死鎖清除掉。
   ④ 解除死鎖。
    與死鎖檢測配套的一種措施。
    常用的實施方法：撤銷或掛起一些程序，以便回收一些資源並將他們分配給已阻塞程序，使之轉為就緒以繼續執行。
    死鎖的檢測與解除措施，有可能使系統獲得較好的資源利用率和吞吐量（死鎖機率不一定很高），但在實現上難度也最大。
   5.預防死鎖的方法
   5.1預防死鎖
    資源的排他性無法更改，故在其他3個條件上入手
    摒棄“請求和保持”條件：所有程序開始執行前，必須一次性的申請其在整個執行過程所需的全部資源（AND）。演算法簡單、易於實現且很安全。但缺點是資源浪費嚴重、或程序延遲執行。
    摒棄“不剝奪”條件：允許程序先執行，但當提出的新要求不被滿足時必須釋放它已保持的所有資源，待以後需要時再重新申請。實現比較複雜且付出很大代價。可能會造成前功盡棄，反覆申請和釋放等情況。
    摒棄“環路等待”條件：
    有序設定資源：將所有資源按型別進行線性排隊，賦予不同序號。所有程序對資源的請求必須嚴格按照資源序號遞增的次序提出，這樣在所形成的資源分配圖中，不可能會出現環路。
    與前兩種策略比較，資源利用率和系統吞吐量都有較明顯的改善。但也存在嚴重問題：
   資源編號限制新裝置的增加；
   應用中的使用裝置順序與規定的順序並不協調；
   限制了使用者程式設計自由。
   5.2避免死鎖
   只施加較弱限制條件，從而獲得令人滿意的系統性能。
    安全狀態：系統能按某種程序順序為每個程序分配所需資源，直至滿足每個程序對資源的最大需求，並能順利完成。
    不安全狀態：系統無法找到一種使多個程序能夠順利分配資源執行完的安全序列。
   5.2.1由安全狀態向不安全狀態的轉換：
    每次資源分配時，都應分析判斷資源分配圖，看該次操作後是否有安全序列。若沒有，說明該操作會使系統進入不安全狀態。
    只要使系統始終處於安全狀態，便可避免發生死鎖。
    不是所有的不安全狀態都是死鎖狀態。
   5.2.2最有代表性的避免死鎖的演算法，是Dijkstra的銀行家演算法。
    演算法實現:
   首先：需要的一些資料結構
   再次：演算法過程
   核心：安全性判斷演算法
   5.2.3 m類資源，n個併發程序對其產生需求
   1）銀行家演算法中的資料結構
   （1）各類可利用資源的數量
   （2）每個程序對每類資源的需求：最大需求、已獲得的、還需要的
   2）避免死鎖的演算法過程（銀行家演算法）
   ① 構建資源分配表
   ② 判斷向下執行過程中，各程序對資源的需求是否安全。
   3）安全性演算法
   （1）需要一些記錄資訊的資料結構
   （2）找安全序列的過程
   6.死鎖的檢測與解除
   6.1當系統為程序分配資源時，若未採取任何限制性措施，則系統必須提供檢測和解除死鎖的手段，為此係統必須：
   儲存有關資源的請求和分配資訊；
   提供一種演算法，以利用這些資訊來檢測系統是否已進入死鎖狀態。
   6.2死鎖的檢測時機：
    當程序等待時檢測死鎖
    定時檢測
    系統資源利用率下降時檢測死鎖
   6.3死鎖定理
   利用資源分配圖簡化法來檢測死鎖。
   資源分配圖：
    系統死鎖可利用資源分配圖來描述。
    圓圈表示程序
    方框表示一類資源，其中的一個點代表一個該類資源
    請求邊由程序指向方框中的資源
    分配邊則由方框中的一個點即資源。
   死鎖定理：S狀態為死鎖狀態的充分條件是當且僅當S狀態的資源分配圖是不可完全簡化的。
   6.4死鎖檢測演算法就是銀行家演算法中找安全序列的方法一樣。
   每個程序和資源指定唯一編號

• 設定一張資源分配表
  記錄各程序與其佔用資源之間的關係
• 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
  反覆檢測這兩張表，列出所有等待與分配的關係，若出現迴圈等待，則出現了死鎖！
  7.死鎖的解除
  當發現程序死鎖時，便應立即把它們從死鎖狀態中解脫出來。常採用的方法是：
   剝奪資源。從其他程序剝奪足夠數量的資源給死鎖程序以解除死鎖狀態。
   撤銷程序。最簡單的是讓全部程序都死掉；溫和一點的是按照某種順序逐個撤銷程序，直至有足夠的資源可用，使死鎖狀態消除為止。
  死鎖處理方法比較