僵局 Opera系统：什么是循环等待（示例）

死锁示例

• 现实世界中的一个示例是仅朝一个方向行驶的交通。
• 在这里，桥梁被视为一种资源。
• 所以，当发生死锁时，只要有一辆车倒车（抢占资源并回滚）就可以轻松解决。
• 如果出现死锁情况，可能需要几辆车倒车。
• 因此饥饿是可能的。

什么是循环等待？

一个进程正在等待资源，而该资源被第二个进程所持有，第二个进程又在等待第三个进程所持有的资源，以此类推。这个过程将一直持续，直到最后一个进程正在等待第一个进程所持有的资源。这就形成了一个循环链。

例如，进程 A 被分配了资源 B，因为它正在请求资源 A。同样，进程 B 被分配了资源 A，但它正在请求资源 B。这就形成了一个循环等待。

循环等待示例

例如，一台计算机有三个 USB 驱动器和三个进程。这三个进程中的每一个都能够持有其中一个 USB 驱动器。因此，当每个进程请求另一个驱动器时，这三个进程将出现死锁情况，因为每个进程都将等待当前正在使用的 USB 驱动器释放。这将导致循环链。

操作系统中的死锁检测

资源调度程序可以检测到死锁的发生。资源调度程序帮助操作系统跟踪分配给不同进程的所有资源。因此，当检测到死锁时，可以使用以下方法解决：

操作系统中的死锁预防

在死锁发生之前防止它发生非常重要。系统会在执行每个事务之前对其进行检查，以确保它不会导致死锁情况。这样，即使发生一个可能导致死锁的操作的微小变化，它也永远不会允许进程执行。

它是一组用于确保至少一个条件不能成立的方法。

不采取先发制人的行动

不可抢占——资源只能由持有该资源的进程在完成其任务后自愿释放

• 如果持有一些资源的进程请求另一个不能立即分配给它的资源，在这种情况下，所有资源将被释放。
• 被抢占的资源需要等待进程的资源列表。
• 仅当进程能够重新获得其旧资源和所请求的新资源时，它才会重新启动。
• 如果进程正在请求某些其他资源，当这些资源可用时，就会将其提供给请求进程。
• 如果它被另一个等待其他资源的进程所持有，我们就释放它并将其交给请求进程。

相互排斥

互斥是 Mutex 的全称。它是一种特殊类型的二进制信号量，用于控制对共享资源的访问。它包含优先级继承机制，以避免扩展优先级反转问题。它允许当前优先级较高的任务在尽可能短的时间内处于阻塞状态。

共享的资源（例如只读文件）永远不会导致死锁，但诸如打印机和磁带驱动器之类的资源则需要单个进程的独占访问。

持有并等待

在这种情况下，必须停止进程持有单个或多个资源，同时等待一个或多个其他资源。

循环等待

它强制所有资源类型按顺序排列。循环等待还要求每个进程按照枚举的递增顺序请求资源。

避免死锁 Algorithms

最好是避免死锁，而不是在死锁发生后采取行动。它需要额外的信息，比如应该如何使用资源。死锁避免是最简单和最有用的模型，每个进程声明它可能需要的每种类型的最大资源数量。

躲避 Algorithms

死锁避免算法可以帮助您动态评估资源分配状态，从而避免出现循环等待的情况。

资源类型的单个实例。

• 使用资源分配图
• 循环是必要的，足以导致死锁

资源类型的多个实例。

• 循环对于死锁而言是必要的，但绝不是充分的。
• 使用 银行家算法

饥饿和死锁之间的区别

以下是死锁和饥饿之间的一些重要区别：

僵局	饥饿
当其中一个进程被阻塞时，就会发生死锁情况。	饥饿是指所有低优先级进程被阻塞，而高优先级进程执行的情况。
死锁是一个无限的过程。	饥饿是一个漫长的等待，但不是一个无限的过程。
每个死锁总是存在饥饿。	每次饥饿并不一定都会出现僵局。
发生死锁，然后互斥，保持并等待。这里，抢占和循环等待不会同时发生。	这是由于优先级和资源管理不受控制而发生的。

死锁的优点

以下是使用死锁方法的优点/好处

• 这种情况对于执行单次突发活动的进程非常有效
• 死锁不需要抢占。
• 适用于可以轻松保存和恢复状态的资源的便捷方法
• 可以通过编译时检查来执行
• 由于问题已在系统设计中解决，因此无需运行时计算

死锁的缺点

以下是使用死锁方法的缺点

• 延迟流程启动
• 流程必须了解未来的资源需求
• 比必要情况更频繁地采取先发制人行动
• 不允许增量资源请求
• 固有优先购买权损失。

总结

• 死锁定义：这是一种发生在 OS 当任何进程进入等待状态，因为另一个等待进程正在持有所需资源
• 循环等待发生在一个进程等待第二个进程持有的资源，而第二个进程又在等待第三个进程持有的资源，等等。
• 资源调度程序可以检测到死锁的发生。
• 在死锁发生之前防止它非常重要。
• 仅持有资源的进程在完成其任务后才可以主动释放该资源。
• 互斥是 Mutex 的全称。它是一种特殊的二进制 信号 用于控制对共享资源的访问。
• 保持和等待是指必须停止进程持有单个或多个资源，同时等待一个或多个其他资源的情况。
• 避免死锁是最简单、最有用的模型，每个进程声明其可能需要的每种类型的最大资源数量。
• 死锁避免算法可以帮助您动态评估资源分配状态，从而避免出现循环等待的情况。
• 死锁是一个无限的过程，而饥饿是一个漫长的等待，但不是一个无限的过程。