标签：死锁的产生及避免
一.死锁的定义
所谓死锁，是指多个线程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当线程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。
二.产生死锁的原因
产生死锁的原因可总结为以下两点：
（1）竞争资源。当供线程共享的资源数目不足以满足诸线程的需要时，会引起诸线程对资源的竞争而产生死锁。
（2）线程间推进顺序非法。线程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也会导致线程死锁。
下面详细分析产生死锁的原因：
1.竞争资源引起线程死锁
a.可剥夺和非剥夺性资源
可把系统的资源分为两类，一类是可剥夺性资源，是指某线程在获得这类资源后，该资源可以在被其他线程或系统剥夺。另一类资源是不可剥夺性资源，当系统把这类资源分配给线程后，再不能强行收回，只能在线程用完后自行释放。
b.竞争非剥夺性资源
在系统中所配置的非剥夺性资源，由于他们的数量不能满足诸线程运行的需要，会使线程在运行过程中，因争夺这些资源而陷入僵局。
c.竞争临时性资源
所谓临时性资源，指由一个线程产生，被另一个线程使用一短暂时间后便无用的资源，也称之为消耗性资源，它也可能引起死锁。
三.产生死锁的必要条件
死锁的发生必须具备下列四个必要条件：
（1）互斥条件：指线程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个线程占用。如果此时还有其他线程请求该资源，则请求者只能等待，直至占有该资源的线程用完释放。
（2）请求和保持条件：指线程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又已被其他线程占有，此时请求线程阻塞，但又对自己已获得的其他资源保持不放。
（3）不剥夺条件：指线程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。
（4）环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个线程——资源的环形链，即线程集合{P0，P1，P2，P3，...Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，......，Pn正在等待P0占用的资源。
四.处理死锁的基本方法
（1）预防死锁。该方法是通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件质疑你或者更多的条件，来预防发生死锁。
（2）避免死锁。在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。
（3）检测死锁。通过系统所设置的检测机构，及时的检测出死锁的发生，并精确地确定与死锁有关的进程和资源；然后采取适当措施从系统中将已发生的死锁清除掉。
（4）解除死锁。当检测到系统中已发生死锁时，须将线程从死锁中解脱出来。常用的实施方法是撤消或挂起一些线程，以便回收一些资源，再将资源分配给已处于阻塞状态的线程，使之转换为就绪状态，以继续运行。
五.系统安全状态
安全状态：指系统能按某种线程顺序（P1，P2，P3，...Pn）,来为每个线程分配其所需资源，直至满足每个线程对资源的最大需求，使每个线程都可以顺利的完成。如果系统无法找到这样一个安全序列，则该系统处于不安全状态。
并非所有的不安全状态都必然会转换为死锁状态，但当系统进入不安全状态后，就有可能进入死锁状态。反之，只有系统处于安全状态，系统便可以避免进入死锁状态。
六.利用银行家算法避免死锁
（1）银行家算法中的数据结构
a.可利用资源向量Available。这是一个含有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，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态的改变。
b.最大需求矩阵Max。这是一个n*m的矩阵，它定义了系统中n各进程中的每一个线程对m类资源的最大需求。
c.分配矩阵Allocation。这是一个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个进程的资源数。
d.需求矩阵Need。这也是一个n*m的矩阵，用来表示每一个进程尚需的各类资源数。
（2）银行家算法
设Request[j]是进程P的请求向量，如果Request[j]=K,表示进程P需要K个Rj类型的资源，当P发出资源请求后，系统按下属步骤进行检查：
a.如果Request[j]<=Need[i,j],转向步骤b;否则认为出错，因为它所需的资源数已超过它所宣布的最大值。
b.如果Request[j]<=Available[j],转向步骤c;否则，表示尚无足够资源，P须等待。
c.系统试探着把资源分配给进程P，并修改数据结构的数值.
d.系统执行安全性算法。检查此次资源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，以完成本次分配；否则，将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程P等待。
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