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操作系统 预防进程死锁的银行家算法 java版
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3秒自动关闭窗口关于操作系统的多项选择!一、多项选择题1 关于银行家算法,下面的说法哪些是对的?银行家算法是用来检查系统中是否有死锁发生的算法 银行家算法是系统用来分配资源的算法 银行家算法可以预防死锁的发生 银行家算法并不干预系统分配资源 2 采用预先静态资源分配法,主要是打破了哪些死锁条件?互斥条件 不可抢占条件 部分分配条件 循环等待条件 3 一个作业的进程处于阻塞状态,这时该作业处于什么状态?提交状态 后备状态 运行状态 完成状态 4 在短期繁重负载下,应将哪个进程暂时挂起的问题是由（ ）调度程序负责长期 中期 短期 都不是 5 多处理器系统分类中,对称式多处理器系统符合哪些特征?紧密耦合 共享内存 在一台处理器上执行操作系统,其他处理器执行应用进程 各个处理器的地位都完全相同 6 现在的进程通信通常是采用间接通信方式.在这种方式中,端口代表什么意义?计算机终端在网络中的位置 计算机中的不同的网卡 服务器 进程 7 信号量机制可以总结为三个要素,应该是哪些?一个整型变量 原语 Wait操作 Signal操作 8 在下列的互斥方法中,不能用于多处理器系统的的方法有：软件互斥方法 中断屏蔽方式 硬件指令方式 信号量机制 9 一个信号量被定义为一个（ ）字符 整数 任意型变量 整型变量 10 “异步事件能按照要求的时序进行,以达到合作进程间协调一致的工作”既是所谓（ ）.互斥 并行性 同步 临界段
“AD C C B ABD D ACD AB D D C ” 全对啊~
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Operating System（6）
上篇博客中&&我们讲到了进程管理中死锁的各种问题，其中留下了死锁避免算法中著名的银行家算法没讲，下面就为大家详细解读。
1.安全序列
讲银行家算法之前，我们首先引入安全序列的定义：所谓系统是安全的，是指系统中的所有进程能够按照某一种次序分配资源，并且依次地运行完毕，这种进程序列{P1，P2，...，Pn}就是安全序列。如果存在这样一个安全序列，则系统是安全的；如果系统不存在这样一个安全序列，则系统是不安全的。
安全序列{P1，P2，...，Pn}是这样组成的：若对于每一个进程Pi，它需要的附加资源可以被系统中当前可用资源加上所有进程Pj当前占有资源之和所满足，则{P1，P2，...，Pn}为一个安全序列，这时系统处于安全状态，不会进入死锁状态。 　
虽然存在安全序列时一定不会有死锁发生，但是系统进入不安全状态（四个死锁的必要条件同时发生）也未必会产生死锁。当然，产生死锁后，系统一定处于不安全状态。&
2.银行家算法
(为了熟悉英语请原谅我借用wiki上的文字来描述)
For the Banker's algorithm to work, it needs to know three things:
How much of each resource each process could possibly request[CLAIMS]How much of each resource each process is currently holding[ALLOCATED]How much of each resource the system currently has available[AVAILABLE]
Resources may be allocated to a process only if it satisfies the following conditions:
request ≤ max, else set error condition as process has crossed maximum claim made by it.request ≤ available, else process waits until resources are available.
Basic data structures to be maintained to implement the Banker's Algorithm:
Available: A vector of length m indicates the number of available resources of each type. If Available[j] = k, there are k instances of resource type Rj available.Max: An n×m matrix defines the maximum demand of each process. If Max[i,j] = k, then Pi may request at most k instances of resource type Rj.Allocation: An n×m matrix defines the number of resources of each type currently allocated to each process. If Allocation[i,j] = k, then process Pi is currently allocated k instance of resource type Rj.Need: An n×m matrix indicates the remaining resource need of each process. If Need[i,j] = k, then Pi may need k more instances of resource type Rj to complete task.
Note: Need[i,j] = Max[i,j] - Allocation[i,j].
银行家算法:
设进程i提出请求Request[j]，则银行家算法按如下规则进行判断。
(1) 如果Request[j]≤Need[i,j]，则转向（2），否则认为出错。
(2) 如果Request[j]≤Available[j]，则转向（3）；否则表示尚无足够资源，Pi需等待。
(3) 假设进程i的申请已获批准，于是修改系统状态：
Available[j]=Available[j]-Request[i]
Allocation[i,j]=Allocation[i,j]+Request[j]
Need[i,j]=Need[i,j]-Request[j]
(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
(1) 设置两个工作向量Work=Available；Finish[i]=False
(2) 从进程集合中找到一个满足下述条件的进程，
& & &Finish [i]=F
& & &Need[i,j]≤Work[j];
& & &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[j]=Work[i]+Allocation[i,j];
Finish[i]=T
go to step 2;
(4) 如所有的进程Finish[i]=true，则表示安全；否则系统不安全。
由于时间不早了就借用下wiki上的c语言实现代码，改天用java实现一遍。
/*PROGRAM TO IMPLEMENT BANKER'S ALGORITHM
--------------------------------------------*/
#include &stdio.h&
int curr[5][5], maxclaim[5][5], avl[5];
int alloc[5] = {0,0,0,0,0};
int maxres[5], running[5], safe=0;
int count = 0, i, j, exec, r, p,k=1;
int main()
printf(&\nEnter the number of processes: &);
scanf(&%d&,&p);
for(i=0;i&p;i++)
running[i]=1;
printf(&\nEnter the number of resources: &);
scanf(&%d&,&r);
for(i=0;i&r;i++)
printf(&\nEnter the resource for instance %d: &,k++);
scanf(&%d&,&maxres[i]);
printf(&\nEnter maximum resource table:\n&);
for(i=0;i&p;i++)
for(j=0;j&r;j++)
scanf(&%d&,&maxclaim[i][j]);
printf(&\nEnter allocated resource table:\n&);
for(i=0;i&p;i++)
for(j=0;j&r;j++)
scanf(&%d&,&curr[i][j]);
printf(&\nThe resource of instances: &);
for(i=0;i&r;i++)
printf(&\t%d&,maxres[i]);
printf(&\nThe allocated resource table:\n&);
for(i=0;i&p;i++)
for(j=0;j&r;j++)
printf(&\t%d&,curr[i][j]);
printf(&\n&);
printf(&\nThe maximum resource table:\n&);
for(i=0;i&p;i++)
for(j=0;j&r;j++)
printf(&\t%d&,maxclaim[i][j]);
printf(&\n&);
for(i=0;i&p;i++)
for(j=0;j&r;j++)
alloc[j]+=curr[i][j];
printf(&\nAllocated resources:&);
for(i=0;i&r;i++)
printf(&\t%d&,alloc[i]);
for(i=0;i&r;i++)
avl[i]=maxres[i]-alloc[i];
printf(&\nAvailable resources:&);
for(i=0;i&r;i++)
printf(&\t%d&,avl[i]);
printf(&\n&);
//Main procedure goes below to check for unsafe state.
while(count!=0)
for(i=0;i&p;i++)
if(running[i])
for(j=0;j&r;j++)
if(maxclaim[i][j] - curr[i][j] & avl[j]){
printf(&\nProcess%d is executing\n&,i+1);
running[i]=0;
for(j=0;j&r;j++) {
avl[j]+=curr[i][j];
printf(&\nThe processes are in unsafe state.\n&);
printf(&\nThe process is in safe state&);
printf(&\nSafe sequence is:&);
for(i=0;i&r;i++)
printf(&\t%d&,avl[i]);
printf(&\n&);
-----------------
Enter the number of resources:4
Enter the number of processes:5
Claim Vector:8 5 9 7
Enter Allocated Resource Table:
Enter Maximum Claim table:
The Claim Vector is: 8 5 9 7
The Allocated Resource Table:
Maximum Claim Table:
Allocated resources: 7 3 7 5
Available resources: 1 2 2 2
Process3 is executing
The process is in safe state
Available vector: 5 2 2 5
Process1 is executing
The process is in safe state
Available vector: 7 2 3 6
Process2 is executing
The process is in safe state
Available vector: 7 3 5 7
Process4 is executing
The process is in safe state
Available vector: 7 5 6 7
Process5 is executing
The process is in safe state
Available vector: 8 5 9 7
---------------------------------------------------------*/
下面是java代码实现
import java.util.S
public class Bankers{
private int need[][],allocate[][],max[][],avail[][],np,
private void input(){
Scanner sc=new Scanner(System.in);
System.out.print(&Enter no. of processes and resources : &);
np=sc.nextInt();
//no. of process
nr=sc.nextInt();
//no. of resources
need=new int[np][nr];
//initializing arrays
max=new int[np][nr];
allocate=new int[np][nr];
avail=new int[1][nr];
System.out.println(&Enter allocation matrix --&&);
for(int i=0;i&i++)
for(int j=0;j&j++)
allocate[i][j]=sc.nextInt();
//allocation matrix
System.out.println(&Enter max matrix --&&);
for(int i=0;i&i++)
for(int j=0;j&j++)
max[i][j]=sc.nextInt();
//max matrix
System.out.println(&Enter available matrix --&&);
for(int j=0;j&j++)
avail[0][j]=sc.nextInt();
//available matrix
sc.close();
private int[][] calc_need(){
for(int i=0;i&i++)
for(int j=0;j&j++)
//calculating need matrix
need[i][j]=max[i][j]-allocate[i][j];
private boolean check(int i){
//checking if all resources for ith process can be allocated
for(int j=0;j&j++)
if(avail[0][j]&need[i][j])
public void isSafe(){
calc_need();
boolean done[]=new boolean[np];
while(j&np){
//until all process allocated
boolean allocated=
for(int i=0;i&i++)
if(!done[i] && check(i)){
//trying to allocate
for(int k=0;k&k++)
avail[0][k]=avail[0][k]-need[i][k]+max[i][k];
System.out.println(&Allocated process : &+i);
allocated=done[i]=
if(!allocated)
//if no allocation
//if all processes are allocated
System.out.println(&\nSafely allocated&);
System.out.println(&All proceess cant be allocated safely&);
public static void main(String[] args) {
new Bankers().isSafe();
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Enter no. of processes and resources : 3 4
Enter allocation matrix --&
Enter max matrix --&
Enter available matrix --&
Allocated process : 0
Allocated process : 1
Allocated process : 2
Safely allocated
参考资料：
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1、死锁：在计算机系统中有许多互斥资源（如打印机）或软件资源（如临界区），若两个进程同时使用打印机，或者同时进入临界区必然会出现问题。所谓死锁，是指两个以上的进程互相都要求对方已经占有的资源导致无法继续运行下去的现象。
2、死锁产生的必要条件：
（1）互斥条件：即一个资源每次只能被一个进程使用，在操作系统中这是真实存在的情况。
（2）保持和等待条件：有一个进程已获得了一些资源，但因请求其他资源被阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（3）不剥夺条件：有些系统资源是不可剥夺的，当某个进程已获得这种资源后，系统不能强行收回，只能由进程使用完时自己释放。
（4）环路等待条件：若干个进程形成环形链，每个都占用对方要申请的下一个资源。
3、死锁预防：死锁预防是采用某种策略，限制并发进程对资源的请求，破坏死锁产生的4个必要条件之一，使系统在任何时刻都不满足死锁的必要条件。
（1）预先静态分配法。破坏了“不可剥夺条件”。预先分配所需资源，保证不等待资源。该方法的问题是降低了对资源的请求，降低进程的并发程度；有时可能无法预先知道所需资源。
（2）资源有序分配法。破坏了“环路条件”。把资源分类按顺序。保证不形成环路。该方法存在的问题是限制进程对资源的请求；由于资源的排序占用系统开销。
4、死锁避免：避免是指进程在每次申请资源时判断这些操作是否安全，典型算法是“银行家算法”。但这种算法会增加系统的开销。
5、死锁检测：判断系统是否处于死锁状态，如果是，则执行死锁解除策略。
6、死锁解除：与死锁检测结合使用，它使用的方式就是剥夺。即将资源强行分配给别的进程。
银行家算法：
例题：某系统有四种互斥资源R1,R2,R3和R4，可用资源数分别是3、5、6和8。假设在T0时刻有P1、P2、P3和P4四个进程，并且这些进程对资源的最大需求量和已分配资源数如下表所示，那么在T0时刻系统中R1、R2、R3和R4的剩余资源数分别为（1）。如果从T0时刻开始进程按&&&（2）&&&& 顺序逐个调度执行，那么系统状态是安全的。&
（1）A.3、5、6和8&&&&&&&&& B.3、4、2和2
&&&&&&&&&& C.0、1、2和1&&&&&&&&& D.0、1、0和1
（2）A.P1→P2→P4→P3&&&&& B.P2→P1→P4→P3
&&&& C.P3→P2→P1→P4&&&&& D.P4→P2→P3→P1
①求剩余资源数
用可用资源数减去那些已分配的资源数：
&R1=3-(1+0+1+1)=3-3=0
&R2=5-(1+1+1+1)=5-4=1
&R3=6-(2+2+1+1)=6-6=0
&R4=8-(4+2+0+1)=8-7=1
所以（1）选择D。
②求出还需资源数
分析，因为剩余的可用资源为（0,1,0,1），与上面的还需资源数比较，只有满足P3的还需资源数，所以，淘汰了ABD，选择C。
验证C.P3→P2→P1→P4
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rabbit_in_android的博客
分类：进击的兔子之操作系统
操作系统中有若干进程并发执行，它们不断申请、使用、释放系统资源，虽然系统的进
程协调、通信机构会对它们进行控制，但也可能出现若干进程都相互等待对方释放资源才能
继续运行，否则就阻塞的情况。此时，若不借助外界因素，谁也不能释放资源，谁也不能解
除阻塞状态。根据这样的情况，操作系统中的死锁被定义为系统中两个或者多个进程无限期
地等待永远不会发生的条件，系统处于停滞状态，这就是死锁。
死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。
产生死锁的原因主要是：
（1） 因为系统资源不足。
（2） 进程运行推进的顺序不合适。
（3） 资源分配不当等。
如果系统资源充足，进程的资源请求都能够得到满足，死锁出现的可能性就很低，否则
就会因争夺有限的资源而陷入死锁。其次，进程运行推进顺序与速度不同，也可能产生死锁。
产生死锁的四个必要条件：
（1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
（2） 占有且等待：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（3）不可强行占有:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（4） 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之
一不满足，就不会发生死锁。
死锁的解除与预防：
理解了死锁的原因，尤其是产生死锁的四个必要条件，就可以最大可能地避免、预防和
解除死锁。所以，在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立，如何确
定资源的合理分配算法，避免进程永久占据系统资源。此外，也要防止进程在处于等待状态
的情况下占用资源。因此，对资源的分配要给予合理的规划
处理死锁的基本方法：
*死锁预防：通过设置某些限制条件，去破坏死锁的四个条件中的一个或几个条件，来预防发生死锁。但由于所施加的限制条件往往太严格，因而导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。
*死锁避免：允许前三个必要条件，但通过明智的选择，确保永远不会到达死锁点，因此死锁避免比死锁预防允许更多的并发。
*死锁检测：不须实现采取任何限制性措施，而是允许系统在运行过程发生死锁，但可通过系统设置的检测机构及时检测出死锁的发生，并精确地确定于死锁相关的进程和资源，然后采取适当的措施，从系统中将已发生的死锁清除掉。
*死锁解除：与死锁检测相配套的一种措施。当检测到系统中已发生死锁，需将进程从死锁状态中解脱出来。常用方法：撤销或挂起一些进程，以便回收一些资源，再将这些资源分配给已处于阻塞状态的进程。死锁检测盒解除有可能使系统获得较好的资源利用率和吞吐量，但在实现上难度也最大。
二&死锁预防：破坏死锁的四个条件中的一个或几个。
(1)互斥：它是设备的固有属性所决定的，不仅不能改变，还应该加以保证。
(2)占有且等待：
为预防占有且等待条件，可以要求进程一次性的请求所有需要的资源，并且阻塞这个进程直到所有请求都同时满足。这个方法比较低效。
(3)不可抢占：
预防这个条件的方法：
*如果占有某些资源的一个进程进行进一步资源请求时被拒绝，则该进程必须释放它最初占有的资源。
*如果一个进程请求当前被另一个进程占有的一个资源，则操作系统可以抢占另外一个进程，要求它释放资源。
(4)循环等待：通过定义资源类型的线性顺序来预防。
*如果一个进程已经分配了R类资源，那么接下来请求的资源只能是那些排在R类型之后的资源类型。该方法比较低效。
三&死锁避免：
(1)两种死锁避免算法：
*进程启动拒绝：如果一个进程的请求会导致死锁，则不启动该进程。
*资源分配拒绝：如果一个进程增加的资源请求会导致死锁，则不允许此分配(银行家算法)。
(2)银行家算法：
1.如果request&=need，转向步骤2；否则认为出错，因为请求资源大于需要资源。
2.如果request&=available，转向步骤3,；否则尚无足够资源，进程p阻塞；
3.系统尝试为把资源分配给进程P，并修改available、allocation和need的数值。
4.系统执行安全性算法，检查此次分配后系统是否处于安全状态，若安全，才正式将资源分配给进程P，否则将本次试探性分配作废，让进程P等待。
*安全状态：系统能按照某种进程顺序，为每个进程分配资源，直至满足每个进程对资源的最大需求，使每个进程都可顺利完成。
(3)安全性算法：
1.设置两个向量：
*工作向量work：表示系统可提供给进程继续运行的所需的各类资源的数目，执行安全算法开始时，work=available。
*finish：表示系统是否有足够资源分配给进程，使之运行完成。开始时先做finish[i]=false；当有足够资源分配给进程时再令finish[i]=true。
2.从进程集合找到一个满足下列条件的进程：
*finish[i]=false；
*need&=work；
*若找到执行步骤3；否则执行步骤4；
3.当进程P获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：
*work=work+allocation(P)；
*finish[i]=true；
*循环执行步骤2；
4.如果所有进程的finish=true，则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。
四 死锁检测和解除
(1)死锁检测算法。
(2)死锁的解除：
*两种常用的死锁解除方法：剥夺资源和撤销进程。
rabbit_in_android
排名：千里之外
（41）（92）（16）（7）（7）（8）（13）（1）}