死锁避免：银行家算法

概念

Dijksta提出(1965)： 仿照银行家发放贷款时采取的控制方式而设计的一种死锁避免算法。

应用条件

固定数量的进程中共享数量固定额资源

每个进程预先制定完成工作所需的最大资源数量

进程不能申请比系统中可用资源总数还多的资源

进程等待资源的时间是有限的。

如果系统满足了进程对资源的最大需求，那么进程应该在有限的时间内使用资源，然后

归还给系统。

具体实现

算法结构

可利用资源向量Available 　ARRAY[1…m]of interger

是个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目。如果Available[j]=K，则表示系统中现有Rj类资源K个。 　　

最大需求矩阵Max 　　ARRAY[1…n,1…m]of interger

这是一个n×m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i,j]=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。 　　

分配矩阵Allocation 　ARRAY[1…n,1…m]of interger　

这也是一个n×m的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation[i,j]=K，则表示进程i当前已分得Rj类资源的 数目为K。 　　

需求矩阵Need 　　ARRAY[1…n,1…m]of interger

这也是一个n×m的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i,j]=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。 　　

Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]

Request ARRAY[1…n,1…m]of interger

本次进程对资源的申请多少。

注释：为了方便一下简写为：AVAILABLE；Max[i]; Allocation[i]; Need[i]; Request[i]

银行家算法具体实现：

当进程Pi提出资源申请时，系统执行下列步骤：

1. 如果Request[i]<= Need[i] ，则转(2) ；否则，报错返回。

2. 如果Request[i]<= AVAILABLE[i] ，则转(3) ；否则，进程等待。

3. 假如系统分配资源，则有：

AVAILABLE[i]=AVAILABLE[i]-Request[cusneed][i];

Allocation[cusneed][i]=Allocation[i]+Request[cusneed][i];

Need[i]-=Request[i];

到此时系统进入了一个新的状态，需要进行判断

4. 系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状， 进程等待。

安全性检查算法

数据结构

Work ARRAY[1…m]of interger；

Finish ARRAY[1…m]of Boolean；

安全性检查步骤

(1) Work=AVAILABLE;

FINISH = false;

(2) 从进程集合中找到一个满足下述条件的进程i，

Finish[i]==false;

Need[i]<=Work;

如找到，执行(3) ； 否则，执行(4)

(3) 设进程获得资源，可顺利执行，直至完 成，从而释放资源。

Work+=ALLOCATION[i];

Finish[i]=true;

转到（2）

(4) 如所有的进程i，Finish= true ，则表示安全；否则系统不安全。

操作系统安全状态和不安全状态： 　　

全序列是指一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n），它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1，…，Pn，则系统处于安全状态。安全状态一定是没有死锁发生。
不存在一个安全序列。不安全状态不一定导致死锁（有的数上说是一定，不一定的应该是动态分配资源吧）。