【操作系统】死锁
2023-08-07 00:30:03
死锁
一、定义
死锁，是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待），若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。
二、产生原因
系统资源（不可剥夺的资源）的竞争：
当系统中的不可剥夺资源（如磁带机、打印机）数量不足以满足多个进程运行的需要时，进程会在运行过程中因争夺资源陷入僵局。
进程推进顺序不合理：
进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也会造成死锁。例如，进程P1和P2分别持有资源R1和R2，同时P1申请资源R2，P2申请资源R1，此时两个进程都会因对方持有自己所需的资源而陷入阻塞。
三、必要条件
要造成死锁，必须满足以下四个条件，缺一不可：
互斥条件：
进程所需的资源是不可剥夺资源，当该资源被一个进程占用时，其他进程必须等待该进程使用完才能使用。
不剥夺条件：
进程所获得的资源在未使用完之前，不能被其他进程强行夺走，只能由该进程释放。
请求并保持条件：
当进程A已经持有一种或多种资源时，它可能会继续请求其他资源。如果这些资源被其他进程占用，进程A会进入阻塞态，但不会释放之前所持有的资源。
循环等待条件：
存在一个进程集合{P1, P2, ..., Pn}，其中P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，...，Pn等待P1占有的资源，形成一个循环等待链。
四、应对策略
预防死锁：
破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或多个，以避免死锁的发生。
破坏互斥条件：允许系统资源共享使用，但不适用于所有资源（如打印机）。
破坏不剥夺条件：当一个进程请求新资源得不到满足时，释放之前所占有的资源。
破坏请求并保持条件：采用预先静态分配方法，进程在运行前一次性申请完所需全部资源。但这种方法可能导致资源浪费和“饥饿”现象。
破坏循环等待条件：采用顺序资源分配法，规定每个进程必须按照资源编号递增的顺序请求资源。但这种方法要求设备数量相对稳定，添加设备会比较麻烦。
避免死锁：
在资源分配过程中，用某种方法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁。这种方法需要设计算法来判断系统是否处于安全状态，实现起来相对复杂。
死锁的检测及解除：
不采取任何限制性措施，允许进程在运行过程中发生死锁。通过系统的检测机构及时检测死锁的发生，并采取某种措施解除死锁。这种方法虽然灵活，但可能导致系统性能下降。
五、示例解析
下列情况中，可能导致死锁的是：
- A. 进程释放资源（正常情况，不会导致死锁）
- B. 一个进程进入死循环（可能引起饥饿现象，但不一定导致死锁）
- C. 多个进程竞争资源出现了循环等待（满足死锁的必要条件之一，可能导致死锁）
- D. 多个进程竞争使用共享型的设备（不一定导致死锁，取决于资源分配和请求顺序）
因此，正确答案是C。
以上就是对死锁相关知识的详细介绍，包括定义、产生原因、必要条件以及应对策略等。希望这些内容能够帮助大家更好地理解和解决死锁问题。
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