操作系统死锁同步互斥CH6c5讲解.ppt

1.1 计算机系统 1.硬件 一台计算机由处理器（CPU）、内存储器和输入/输出三大部件组成，它们之间按一定的方式通过系统总线进行互联，从而实现执行程序、完成用户需求的各项任务。 1.1.1 硬件与软件 Max 最大 A B C 10 5 7 Allacation 已分 A B C 2 2 1 Need 尚需 A B C Work 工作区 A B C 1 1 1 Sort 执行 次序 Finish 完成 p0 7 5 4 0 1 0 2 3 1 7 4 4 5 2 3 F p1 3 2 2 2 0 0 1 2 2 5 2 2 2 T p2 9 0 2 3 0 2 6 0 0 F p3 2 2 2 2 1 1 0 1 1 3 2 2 1 T p4 4 3 3 0 0 2 4 3 1 F T1时刻找不到安全序列，在不安全状态，系统不分配 图6-19 一个导致安全状态的请求 图6-20 一个导致不安全状态的请求 银行家算法可以推广用于处理多种资源。此时，系统要为算法设置两张表，一张记录已分配给各进程的资源数，一张记录各进程还需要的资源数。 另外还要有3个向量：向量E记录各种资源的总数，向量P记录各种资源已分配数，向量A记录各种资源的剩余数。 图6-21 多种资源的银行家算法 多种资源银行家算法的执行步骤如下： （1）假定接受一个进程提出的资源请求，修改向量P和A。 （2）检查还需资源表中是否有一个进程的行向量小于或等于向量A。如果没有，那么系统就可能会死锁，因为现在任何进程都无法完成了。 （3）如果存在这种进程，那么假定它已获得需要的所有资源，并完成工作，把它的“能执行完”标志设置成1。收回它占用的资源，更新向量A。 （4）重复以上两步，直至再也找不到行向量小于或等于向量A的进程。 （5）检查所有进程的“能执行完”标志。如果它们的这个标志都是1，那么表示都能够顺利地执行完毕。 因此，真正进行资源分配，导致的新状态是安全的；如果仍存在“能执行完”标志为0的进程，则说明这一请求所导致的状态是不安全的，应该暂时拒绝这个请求。 图6-22 安全和不安全状态的对照 6.3.4 死锁的检测并恢复（解除） 死锁的检测分为单种资源和多种资源两种。只讨论单种资源的死锁检测。 图6-23 一个带有环路的资源分配图 可以通过画当前的资源分配图，来检测在某些进程间是否已经构成了死锁。 图6-24 一种死锁的检测方法 可以通过画当前的资源分配图，来检测在某些进程间是否已经构成了死锁。 补：5个资源3个进程的情况 资源 占用进程 R1 P1 R2 P3 R3 P2 R4 P2 R5 P1 进程 等待资源 P1 R3 P2 R2 P3 R5 死锁的解除 终止进程 终止所有进程 一次终止一个进程 抢夺资源 考虑三个问题： 抢夺哪些进程的资源 代价小 被抢夺者的恢复 进程的“饿死” 找来的晚的 死锁的解除 M个资源，n个进程 X：每个进程所需资源的最大量。X[1,m] X=max{x1,x2,x3,…,xn} 满足 N(x-1)+1=m 就不死锁。 1 当m=n 时 X= m-1 1+ n 当mn时 6.3.5 高级进程通信 用P、V操作实现的通信，称为进程间的一种低级通信。仅传递信号，不传递数据。 为了使进程之间能够真正交换数据，操作系统备有高级通信命令，提供给用户在程序一级使用。 高级通信 用户只要准备好参数，利用这些命令就能够在进程之间传递数据，无须去考虑同步、互斥这些让人头疼的问题。 信箱通信、消息缓冲通信、管道通信 消息缓冲通信 1．直接通信 直接通信的基本思想是消息发送者在自己的消息发送区里形成消息，然后申请一个消息缓冲区，把数据从消息发送区移入消息缓冲区中。 通过发送命令，把这个消息缓冲区直接发送到消息接收者的消息队列里。接收者从自己的消息队列上摘下消息缓冲区，把里面的数据读到自己的消息接收区里，然后释放缓冲区。 图6-25 进程间直接通信示意图 图6-26 Send和Receive的处理流程 通信原语 Send(B,M) 把信件 M 送到指定进程B。 Receive(A,Z) 把进程 A 的信件放到指定的地址 Z 中。 信箱通信 2．间接通信 间接通信是指通过信箱来传递消息，其基本思想