进程死锁及解决办法
进程死锁及解决办法
操作系统2009-09-24 16:48:58 阅读767 评论1 字号：大中小订阅
一、要点提示
（1）掌握死锁的概念和产生死锁的根本原因。
（2）理解产生死锁的必要条件--以下四个条件同时具备：互斥条件、不可抢占条件、占有且申请条件、循环等待条件。
（3）记住解决死锁的一般方法，掌握死锁的预防和死锁的避免二者的基本思想。
（4）掌握死锁的预防策略中资源有序分配策略。
（5）理解进程安全序列的概念，理解死锁与安全序列的关系。
（6）了解银行家算法。
（7）了解资源分配图。
（8）了解死锁的检测及恢复的思想。
二、内容简介
在计算机系统中有很多一次只能由一个进程使用的资源，如打印机，磁带机，一个文件的I节点等。在多道程序设计环境中，若干进程往往要共享这类资源，而且一个进程所需要的资源不止一个。这样，就会出现若干进程竞争有限资源，又推进顺序不当，从而构成无限期循环等待的局面。这种状态就是死锁。系统发生死锁现象不仅浪费大量的系统资源，甚至导致整个系统崩溃，带来灾难性后果。所以，对于死锁问题在理论上和技术上都必须给予高度重视。
8.1 死锁的概念
死锁是进程死锁的简称，是由Dijkstra于1965年研究银行家算法时首先提出来的。它是计算机操作系统乃至并发程序设计中最难处理的问题之一。实际上，死锁问题不仅在计算机系统中存在，在我们日常生活中它也广泛存在。
1.什么是死锁
我们先看看这样一个生活中的例子：在一条河上有一座桥，桥面较窄，只能容纳一辆汽车通过，无法让两辆汽车并行。如果有两辆汽车A和B分别由桥的两端驶上该桥，则对于A车来说，它走过桥面左面的一段路（即占有了桥的一部分资源），要想过桥还须等待B车让出右边的桥面，此时A车不能前进；对于B车来说，它走过桥面右边的一段路（即占有了桥的一部分资源），要想过桥还须等待A车让出左边的桥面，此时B车也不能前进。两边的车都不倒车，结果造成互相等待对方让出桥面，但是谁也不让路，就会无休止地等下去。这种现象就是死锁。如果把汽车比做进程，桥面作为资源，那麽上述问题就描述为：进程A 占有资源R1，等待进程B占有的资源Rr；进程B占有资源Rr，等待进程A占有的资源
R1。而且资源R1和Rr只允许一个进程占用，即：不允许两个进程同时占用。结果，两个进程都不能继续执行，若不采取其它措施，这种循环等待状况会无限期持续下去，就发生了进程死锁。
在计算机系统中，涉及软件，硬件资源都可能发生死锁。例如：系统中只有一台CD-ROM 驱动器和一台打印机，某一个进程占有了CD-ROM驱动器，又申请打印机；另一进程占有了打印机，还申请CD-ROM。结果，两个进程都被阻塞，永远也不能自行解除。
所谓死锁，是指多个进程循环等待它方占有的资源而无限期地僵持下去的局面。很显然，如果没有外力的作用，那麽死锁涉及到的各个进程都将永远处于封锁状态。从上面的例子可以看出，计算机系统产生死锁的根本原因就是资源有限且操作不当。即：一种原因是系统提
供的资源太少了，远不能满足并发进程对资源的需求。这种竞争资源引起的死锁是我们要讨论的核心。例如：消息是一种临时性资源。某一时刻，进程A等待进程B发来的消息，进程B等待进程C发来的消息，而进程C又等待进程A发来的消息。消息未到，A，B，C
三个进程均无法向前推进，也会发生进程通信上的死锁。另一种原因是由于进程推进顺序不合适引发的死锁。资源少也未必一定产生死锁。就如同两个人过独木桥，如果两个人都要先过，在独木桥上僵持不肯后退，必然会应竞争资源产生死锁；但是，如果两个人上桥前先看一看有无对方的人在桥上，当无对方的人在桥上时自己才上桥，那麽问题就解决了。所以，如果程序设计得不合理，造成进程推进的顺序不当，也会出现死锁。
2.产生死锁的必要条件
从以上分析可见，如果在计算机系统中同时具备下面四个必要条件时，那麽会发生死锁。换句话说，只要下面四个条件有一个不具备，系统就不会出现死锁。
〈1〉互斥条件。即某个资源在一段时间内只能由一个进程占有，不能同时被两个或两个以上的进程占有。这种独占资源如CD-ROM驱动器，打印机等等，必须在占有该资源的进程主动释放它之后，其它进程才能占有该资源。这是由资源本身的属性所决定的。如独木桥就是一种独占资源，两方的人不能同时过桥。
〈2〉不可抢占条件。进程所获得的资源在未使用完毕之前，资源申请者不能强行地从资源占有者手中夺取资源，而只能由该资源的占有者进程自行释放。如过独木桥的人不能强迫对方后退，也不能非法地将对方推下桥，必须是桥上的人自己过桥后空出桥面（即主动释放占有资源），对方的人才能过桥。
〈3〉占有且申请条件。进程至少已经占有一个资源，但又申请新的资源；由于该资源已被另外进程占有，此时该进程阻塞；但是，它在等待新资源之时，仍继续占用已占有的资源。还以过独木桥为例，甲乙两人在桥上相遇。甲走过一段桥面（即占有了一些资源），还需要走其余的桥面（申请新的资源），但那部分桥面被乙占有（乙走过一段桥面）。甲过不去，前进不能，又不后退；乙也处于同样的状况。
〈4〉循环等待条件。存在一个进程等待序列{P1，P2，...，Pn}，其中P1等待P2所占有的某一资源，P2等待P3所占有的某一源，......，而Pn等待P1所占有的的某一资源，形成一个进程循环等待环。就像前面的过独木桥问题，甲等待乙占有的桥面，而乙又等待甲占有的桥面，从而彼此循环等待。
上面我们提到的这四个条件在死锁时会同时发生。也就是说，只要有一个必要条件不满足，则死锁就可以排除。
8.2 死锁的预防
前面介绍了死锁发生时的四个必要条件，只要破坏这四个必要条件中的任意一个条件，死锁就不会发生。这就为我们解决死锁问题提供了可能。一般地，解决死锁的方法分为死锁的预防，避免，检测与恢复三种（注意：死锁的检测与恢复是一个方法）。我们将在下面分别加以介绍。
死锁的预防是保证系统不进入死锁状态的一种策略。它的基本思想是要求进程申请资源时遵循某种协议，从而打破产生死锁的四个必要条件中的一个或几个，保证系统不会进入死锁状态。
〈1〉打破互斥条件。即允许进程同时访问某些资源。但是，有的资源是不允许被同时访问的，像打印机等等，这是由资源本身的属性所决定的。所以，这种办法并无实用价值。
〈2〉打破不可抢占条件。即允许进程强行从占有者那里夺取某些资源。就是说，当一个进程已占有了某些资源，它又申请新的资源，但不能立即被满足时，它必须释放所占有的全部资源，以后再重新申请。它所释放的资源可以分配给其它进程。这就相当于该进程占有的资源被隐蔽地强占了。这种预防死锁的方法实现起来困难，会降低系统性能。
〈3〉打破占有且申请条件。可以实行资源预先分配策略。即进程在运行前一次性地向系统申请它所需要的全部资源。如果某个进程所需的全部资源得不到满足，则不分配任何资源，此进程暂不运行。只有当系统能够满足当前进程的全部资源需求时，才一次性地将所申请的资源全部分配给该进程。由于运行的进程已占有了它所需的全部资源，所以不会发生占有资源又申请资源的现象，因此不会发生死锁。但是，这种策略也有如下缺点：（1）在许多情况下，一个进程在执行之前不可能知道它所需要的全部资源。这是由于进程在执行时是动态的，不可预测的；
（2）资源利用率低。无论所分资源何时用到，一个进程只有在占有所需的全部资源后才能执行。即使有些资源最后才被该进程用到一次，但该进程在生存期间却一直占有它们，造成长期占着不用的状况。这显然是一种极大的资源浪费；
（3）降低了进程的并发性。因为资源有限，又加上存在浪费，能分配到所需全部资源的进程个数就必然少了。
（4）打破循环等待条件，实行资源有序分配策略。采用这种策略，即把资源事先分类编号，按号分配，使进程在申请，占用资源时不会形成环路。所有进程对资源的请求必须严格按资源序号递增的顺序提出。进程占用了小号资源，才能申请大号资源，就不会产生环路，从而预防了死锁。这种策略与前面的策略相比，资源的利用率和系统吞吐量都有很大提高，但是也存在以下缺点：
（1）限制了进程对资源的请求，同时给系统中所有资源合理编号也是件困难事，并增加了系统开销；
（2）为了遵循按编号申请的次序，暂不使用的资源也需要提前申请，从而增加了进程对资源的占用时间。
8.3 死锁的避免
上面我们讲到的死锁预防是排除死锁的静态策略，它使产生死锁的四个必要条件不能同时具备，从而对进程申请资源的活动加以限制，以保证死锁不会发生。下面我们介绍排除死锁的动态策略--死锁的避免，它不限制进程有关申请资源的命令，而是对进程所发出的每一个申请资源命令加以动态地检查，并根据检查结果决定是否进行资源分配。就是说，在资源分配过程中若预测有发生死锁的可能性，则加以避免。这种方法的关键是确定资源分配的安全性。
1.安全序列
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
这是一个著名的避免死锁的算法，是由Dijstra首先提出来并加以解决的。
[背景知识]
一个银行家如何将一定数目的资金安全地借给若干个客户，使这些客户既能借到钱完成要干的事，同时银行家又能收回全部资金而不至于破产，这就是银行家问题。这个问题同操作系统中资源分配问题十分相似：银行家就像一个操作系统，客户就像运行的进程，银行家
的资金就是系统的资源。
[问题的描述]
一个银行家拥有一定数量的资金，有若干个客户要贷款。每个客户须在一开始就声明他所需贷款的总额。若该客户贷款总额不超过银行家的资金总数，银行家可以接收客户的要求。客户贷款是以每次一个资金单位（如1万RMB等）的方式进行的，客户在借满所需的全部单位款额之前可能会等待，但银行家须保证这种等待是有限的，可完成的。
例如：有三个客户C1，C2，C3，向银行家借款，该银行家的资金总额为10个资金单位，其中C1客户要借9各资金单位，C2客户要借3个资金单位，C3客户要借8个资金单位，总计20个资金单位。某一时刻的状态如图所示。
C1 2(7) C2 2(1) C3 4(4) 余额2 C1 2(7)
C3 4(4)
余额4
C1 2(7)
余额8
余额10
a ) b
)
c
)
d
)
银行家算法示意
对于a图的状态，按照安全序列的要求，我们选的第一个客户应满足该客户所需的贷
款小于等于银行家当前所剩余的钱款，可以看出只有C2客户能被满足：C2客户需1个资金单位，小银行家手中的2个资金单位，于是银行家把1个资金单位借给C2客户，使之完成工作并归还所借的3个资金单位的钱，进入b图。同理，银行家把4个资金单位借给C3客户，使其完成工作，在c图中，只剩一个客户C1，它需7个资金单位，这时银行家有8个资金单位，所以C1也能顺利借到钱并完成工作。最后（见图d）银行家收回全部10个资金单位，保证不赔本。那麽客户序列{C1，C2，C3}就是个安全序列，按照这个序列贷款，银行家才是安全的。否则的话，若在图b状态时，银行家把手中的4个资金单位借给了C1，则出现不安全状态：这时C1，C3均不能完成工作，而银行家手中又没有钱了，系统陷入僵持局面，银行家也不能收回投资。
综上所述，银行家算法是从当前状态出发，逐个按安全序列检查各客户谁能完成其工作，然后假定其完成工作且归还全部贷款，再进而检查下一个能完成工作的客户，......。如果所有客户都能完成工作，则找到一个安全序列，银行家才是安全的。
从上面分析看出，银行家算法允许死锁必要条件中的互斥条件，占有且申请条件，不可抢占条件的存在，这样，它与预防死锁的几种方法相比较，限制条件少了，资源利用程度提高了。
这是该算法的优点。其缺点是：
〈1〉这个算法要求客户数保持固定不变，这在多道程序系统中是难以做到的。
〈2〉这个算法保证所有客户在有限的时间内得到满足，但实时客户要求快速响应，所以要考虑这个因素。
〈3〉由于要寻找一个安全序列，实际上增加了系统的开销。
8.4 死锁的检测与恢复
一般来说，由于操作系统有并发，共享以及随机性等特点，通过预防和避免的手段达到排除死锁的目的是很困难的。这需要较大的系统开销，而且不能充分利用资源。为此，一种简便的方法是系统为进程分配资源时，不采取任何限制性措施，但是提供了检测和解脱死锁
的手段：能发现死锁并从死锁状态中恢复出来。因此，在实际的操作系统中往往采用死锁的检测与恢复方法来排除死锁。
死锁检测与恢复是指系统设有专门的机构，当死锁发生时，该机构能够检测到死锁发生的位置和原因，并能通过外力破坏死锁发生的必要条件，从而使得并发进程从死锁状态中恢复出来。
1.放大观看>>)
图中所示为一个小的死锁的例子。这时进程P1占有资源R1而申请资源R2，进程P2占有资源R2而申请资源R1，按循环等待条件，进程和资源形成了环路，所以系统是死锁状态。进程P1，P2是参与死锁的进程。
下面我们再来看一看死锁检测算法。算法使用的数据结构是如下这些：
占有矩阵A：n*m阶，其中n表示并发进程的个数，m表示系统的各类资源的个数，这个矩阵记录了每一个进程当前占有各个资源类中资源的个数。
申请矩阵R：n*m阶，其中n表示并发进程的个数，m表示系统的各类资源的个数，这个矩阵记录了每一个进程当前要完成工作需要申请的各个资源类中资源的个数。
空闲向量T：记录当前m个资源类中空闲资源的个数。
完成向量F：布尔型向量值为真（true）或假（false），记录当前n个并发进程能否进行完。为真即能进行完，为假则不能进行完。
临时向量W：开始时W：=T。
算法步骤：
（1）W：=T，
对于所有的i=1，2，...，n，
如果A[i]=0，则F[i]：=true；否则，F[i]：=false
（2）找满足下面条件的下标i：
F[i]：=false并且R[i]〈=W
如果不存在满足上面的条件i，则转到步骤（4）。
（3）W：=W+A[i]
F[i]：=true
转到步骤（2）
（4）如果存在i，F[i]：=false，则系统处于死锁状态，且Pi进程参与了死锁。什麽时候进行死锁的检测取决于死锁发生的频率。如果死锁发生的频率高，那麽死锁检测的频率也要相应提高，这样一方面可以提高系统资源的利用率，一方面可以避免更多的进程卷入死锁。如果进程申请资源不能满足就立刻进行检测，那麽每当死锁形成时即能被发现，这和死锁避免的算法相近，只是系统的开销较大。为了减小死锁检测带来的系统开销，一般采取每隔一段时间进行一次死锁检测，或者在CPU的利用率降低到某一数值时，进行死锁的检测。
2.死锁的恢复
一旦在死锁检测时发现了死锁，就要消除死锁，使系统从死锁状态中恢复过来。
（1）最简单，最常用的方法就是进行系统的重新启动，不过这种方法代价很大，它意味着在这之前所有的进程已经完成的计算工作都将付之东流，包括参与死锁的那些进程，以及未参与死锁的进程。
（2）撤消进程，剥夺资源。终止参与死锁的进程，收回它们占有的资源，从而解除死锁。这时又分两种情况：一次性撤消参与死锁的全部进程，剥夺全部资源；或者逐步撤消参与死锁的进程，逐步收回死锁进程占有的资源。一般来说，选择逐步撤消的进程时要按照一定的原则进行，目的是撤消那些代价最小的进程，比如按进程的优先级确定进程的代价；考虑进程运行时的代价和与此进程相关的外部作业的代价等因素。
此外，还有进程回退策略，即让参与死锁的进程回退到没有发生死锁前某一点处，并由此点处继续执行，以求再次执行时不再发生死锁。虽然这是个较理想的办法，但是操作起来系统开销极大，要有堆栈这样的机构记录进程的每一步变化，以便今后的回退，有时这是无法做到的。
第3章死锁习题及答案
第三章死锁习题 一、填空题 1．进程的“同步”和“互斥”反映了进程间①和②的关系。 【答案】①直接制约、②间接制约 【解析】进程的同步是指在异步环境下的并发进程因直接制约而互相发送消息，进行相互合作、相互等待，使得各进程按一定的速度执行的过程；而进程的互斥是由并发进程同时共享公有资源而造成的对并发进程执行速度的间接制约。 2．死锁产生的原因是①和②。 【答案】①系统资源不足、②进程推进路径非法 【解析】死锁产生的根本原因是系统的资源不足而引发了并发进程之间的资源竞争。由于资源总是有限的，我们不可能为所有要求资源的进程无限地提供资源。而另一个原因是操作系统应用的动态分配系统各种资源的策略不当，造成并发进程联合推进的路径进入进程相互封锁的危险区。所以，采用适当的资源分配算法，来达到消除死锁的目的是操作系统主要研究的课题之一。 3．产生死锁的四个必要条件是①、②、③、④。 【答案】①互斥条件、②非抢占条件、③占有且等待资源条件、④循环等待条件 【解析】 互斥条件：进程对它所需的资源进行排它性控制，即在一段时间内，某资源为一进程所独占。 非抢占条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其它进程强行夺走，即只能由获得资源的进程自己释放。 占有且等待资源条件：进程每次申请它所需的一部分资源，在等待新资源的同时，继续占有已分配到的资源， 循环等待条件：存在一进程循环链，链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。 4．在操作系统中，信号量是表示①的物理实体，它是一个与②有关的整型变量，其值仅能由③原语来改变。 【答案】①资源，②队列，③P-V 【解析】信号量的概念和P-V原语是荷兰科学家E．W．Dijkstra提出来的。信号量是一个特殊的整型量，它与一个初始状态为空的队列相联系。信号量代表了资源的实体，操作系统利用它的状态对并发进程共享资源进行管理。信号量的值只能由P-V原语来改变。 5．每执行一次P原语，信号量的数值S减1。如果S>=0，该进程①；若S<0，则②该进程，并把它插入该③对应的④队列中。 【答案】①继续执行，②阻塞（等待），③信号量，④阻塞（等待） 【解析】从物理概念上讲，S＞0时的数值表示某类资源可用的数量。执行一次P原语，意味着请求分配一个单位的资源，因此描述为S=S－1。当S<0时，表示已无资源，这时请求资源的进程将被阻塞，把它排在信号量S的等待队列中。此时，S的绝对值等于信号量队列上的阻塞的进程数目。 6．每执行一次V原语，信号量的数值S加1。如果①，Q进程继续执行；如果S＜=0，则从对应的②队列中移出一个进程R，该进程状态变为③。 【答案】①S＞0，②等待，③就绪 【解析】执行一次V原语，意味着释放一个单位的资源。因此，描述为S=S＋1。当S<0时，表示信号量请求队列中仍然有因请求该资源而被阻塞的进程。因此，应将信号量对应的阻塞队列中的第一个进程唤醒，使之转至就绪队列。 7．利用信号量实现进程的①，应为临界区设置一个信号量mutex。其初值为②，表示该资源尚未使用，临界区应置于③和④原语之间。
数据库死锁问题总结
数据库死锁问题总结 1、死锁（Deadlock） 所谓死锁：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。此时称系 统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力 协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了一种特殊现象 死锁。一种情形，此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞（等待），每 个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。例如，如果线程A锁住了记 录1并等待记录2，而线程B锁住了记录2并等待记录1，这样两个线程就发 生了死锁现象。计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当，更常见的可能是 程序员写的程序有错误等，则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。 锁有多种实现方式，比如意向锁，共享－排他锁，锁表，树形协议，时间戳协 议等等。锁还有多种粒度，比如可以在表上加锁，也可以在记录上加锁。(回滚 一个，让另一个进程顺利进行) 产生死锁的原因主要是： （1）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）请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。 破解：静态分配(分配全部资源) （3）不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。 破解：可剥夺 （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。 破解：有序分配 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。 死锁的预防和解除：
计算机操作系统(习题集)第三章_答案
第三章处理机调度与死锁 一、单项选择题 1、操作系统中的作业管理是一种（A ）。 A.宏观的高级管理 B.宏观的低级管理 C.系统刚开始加电 D.初始化引导完成 2、作业调度又称为[1A]，它决定将哪些在外存储器上的处于[2D]状态的作业调入主机内存。 系统经作业调度程序选中一个或多个作业后，就为它们分配必要的内存、设备及软资源。然后控制权就交给了[3B]，由[3]将它们变为一个或一组[4C]，并[5A]。 供选择的答案： [1]：A、高级调度B、低级调度C、中级调度 D、进程调度 [2]：A、就绪B、阻塞C、提交D、后备 [3]：A、存储管理模块B、处理机管理模块C、文件管理模块D、设备管理模块 [4]：A、指令B、子程序C、进程D、程序段 [5]：A、把它们挂到就绪队列上B、为它们分配处理机 C、把它们挂到后备队列上 D、为它们分配设备 3、处于后备状态的作业存放在（A ）中。
A.外存 B.内存 C.A和B D.扩展内存 4、在操作系统中，JCB是指（A ）。 A.作业控制块 B.进程控制块 C.文件控制块 D.程序控制块 5、作业在系统中存在与否的唯一标志是（C）。 A.源程序 B.作业说明书 C.作业控制块 D.目的程序 6、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（A）调度算法。 A.先来先服务法 B. 短作业优先法 C.时间片轮转法 D. 优先级法 7、在批处理系统中，周转时间是（B ）。 A.作业运行时间 B.作业等待时间和运行时间之和 C.作业的相对等待时间 D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间 8、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（B）。 A.先来先服务法 B. 优先级法 C.短作业优先法 D. 时间片轮转法 9、操作系统中，（A）负责对进程进行调度。 A.处理机管理 B. 作业管理 C.高级调度管理 D. 存储和设备管理
进程调度与死锁部分练习题
第三章进程调度与死锁练习题 (一)单项选择题 1．为了根据进程的紧迫性做进程调度，应采用(B )。 A．先来先服务调度算法 B. 优先数调度算法 C．时间片轮转调度法 D．分级调度算法 2．采用时间片轮转法调度是为了( A)。 A．多个终端都能得到系统的及时响应 B．先来先服务 C. 优先数高的进程先使用处理器 D．紧急事件优先处理 3．采用优先数调度算法时，对那些具有相同优先数的进程再按( A )的次序分配处理器。 A 先来先服务 B. 时间片轮转 C. 运行时间长短 D．使用外围设备多少 4. 当一进程运行时，系统强行将其撤下，让另一个更高优先数的进程占用处理器，这种调度方式是( B )。 A. 非抢占方式 B．抢占方式 C. 中断方式 D．查询方式 5．( B)必定会引起进程切换。 A．一个进程被创建后进入就绪态 B．一个进程从运行态变成阻塞态 C．一个进程从阻塞态变成就绪态 6.( B)只考虑用户估计的计算机时间，可能使计算时间长的作业等待太久。 A．先来先服务算法 B．计算时间短的作业优先算法 C．响应比最高者优先算法 D．优先数算法 7．先来先服务算法以( A )去选作业，可能会使计算时间短的作业等待时间过长。A．进入的先后次序 B．计算时间的长短 C．响应比的高低 D．优先数的大小8．可以证明，采用( C )能使平均等待时间最小。 A.优先数调度算法 B．均衡调度算法 C．计算时间短的作业优先算法 D．响应比最高者优先算法
9．在进行作业调度时．要想兼顾作业等待时间和计算时间，应选取(D )。 A均衡调度算法 B．优先数调度算法 C．先来先服务算法 D．响应比最高者优先算法 10．作业调度算法提到的响应比是指( B )。 A．作业计算时间与等待时间之比 B．作业等待时间与计算时间之比 C．系统调度时间与作业等待时间之比 D．作业等待时间与系统调度时间之比 11．作业调度选择一个作业装入主存后，该作业能否占用处理器必须由( D )来决定。 A．设备管理 B．作业控制 C．驱动调度 D．进程调度 12．系统出现死锁的根本原因是( D )。 A．作业调度不当 B．系统中进程太多 C．资源的独占性 D．资源竞争和进程推进顺序都不得当 13．死锁的防止是根据( C )采取措施实现的。 A．配置足够的系统资源 B．使进程的推进顺序合理 C．破坏产生死锁的四个必要条件之一 D．防止系统进入不安全状态 14．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( B)条件不成立。 A．互斥使用资源 B．循环等待资源 C．不可抢夺资源 D．占有并等待资源 15．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于(D )。 A．打印机 B．磁带机 C．绘图仪 D．主存空间和处理器 16．进程调度算法中的( A )属于抢夺式的分配处理器的策略。 A．时间片轮转算法 B．非抢占式优先数算法 C．先来先服务算法 D．分级调度算法 17．用银行家算法避免死锁时，检测到(C )时才分配资源。 A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量 B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量
死锁问题解决方法
Sqlcode -244 死锁问题解决 版本说明 事件日期作者说明 创建09年4月16日Alan 创建文档 一、分析产生死锁的原因 这个问题通常是因为锁表产生的。要么是多个用户同时访问数据库导致该问题，要么是因为某个进程死了以后资源未释放导致的。 如果是前一种情况，可以考虑将数据库表的锁级别改为行锁，来减少撞锁的机会；或在应用程序中，用set lock mode wait 3这样的语句，在撞锁后等待若干秒重试。 如果是后一种情况，可以在数据库端用onstat -g ses/onstat -g sql/onstat -k等命令找出锁表的进程，用onmode -z命令结束进程；如果不行，就需要重新启动数据库来释放资源。 二、方法一 onmode -u 将数据库服务器强行进入单用户模式，来释放被锁的表。注意：生产环境不适合。 三、方法二 1、onstat -k |grep HDR+X 说明：HDR+X为排他锁，HDR 头，X 互斥。返回信息里面的owner项是正持有锁的线程的共享内存地址。 2、onstat -u |grep c60a363c 说明：c60a363c为1中查到的owner内容。sessid是会话标识符编号。 3、onstat -g ses 20287 说明：20287为2中查到的sessid内容。Pid为与此会话的前端关联的进程标识符。 4、onstat -g sql 20287
说明：20287为2中查到的sessid内容。通过上面的命令可以查看执行的sql语句。 5、ps -ef |grep 409918 说明：409918为4中查到的pid内容。由此，我们可以得到锁表的进程。可以根据锁表进程的重要程度采取相应的处理方法。对于重要且该进程可以自动重联数据库的进程，可以用onmode -z sessid的方法杀掉锁表session。否则也可以直接杀掉锁表的进程 kill -9 pid。 四、避免锁表频繁发生的方法 4.1将页锁改为行锁 1、执行下面sql语句可以查询当前库中所有为页锁的表名： select tabname from systables where locklevel='P' and tabid > 99 2、执行下面语句将页锁改为行锁 alter table tabname lock mode(row) 4.2统计更新 UPDATE STATISTICS; 4.3修改数据库配置onconfig OPTCOMPIND参数帮助优化程序为应用选择合适的访问方法。 ?如果OPTCOMPIND等于0，优化程序给予现存索引优先权，即使在表扫描比较快时。 ?如果OPTCOMPIND设置为1，给定查询的隔离级设置为Repeatable Read时，优化程序才使用索引。 ?如果OPTCOMPIND等于2，优化程序选择基于开销选择查询方式。，即使表扫描可以临时锁定整个表。 *建议设置：OPTCOMPIND 0 # To hint the optimizer 五、起停informix数据库 停掉informix数据库 onmode -ky 启动informix数据库 oninit 注意千万别加-i参数，这样会初始化表空间，造成数据完全丢失且无法挽回。
《操作系统》习题集参考答案：第6章 死锁
第6章死锁-习题集 一、选择题 1. C 2. C 3. C 4. C //产生死锁的原因是系统资源不足及进程推进顺序不正确 5. B 6. D 7. B 8. C 9. C 10. D //有序资源分配法的实现思想是将系统中的所有资源都按类型赋予一个编号（如打 印机1，磁带机为2等），要求每一个进程均严格按照编号递增的次序来申请资源，同类资源一次申请完。这样不会造成循环等待。 11. A //互斥条件是资源本身固有的特性。 12. B //当每个都获得2台打印机且系统中剩余打印机不少于1台时，系统不会发生死锁， 即11-2N>=1，由此知N<=5。 //本注： N=1，空闲11-3*1=8，不死锁 N=2，空闲11-3*2=5，不死锁 N=3，空闲11-3*3=2，不死锁 N=4，每个2台，空闲11-2*4=3，不死锁 N=5，每个2台，空闲11-2*5=1，不死锁 N=6，5个进程2台，1个进程1台，无空闲，死锁！ 13. C //同上例。8-2K>=1，K<=3.5，向上取整为4。 14. B 15. B
16. B //本注：破坏了死锁必要条件“环循等待”，属于“死锁预防” 17. C 18. D //本注：P2和P3无法满足资源需要，都需资源R2三个。 二、综合应用题 1.所谓死锁是指多个进程因竞争系统资源或相互通信而处于永久阻塞状态，若无外力作 用，这些进程都将无法向前推进。 产生死锁的原因是：一是由多进程共享的资源不足而引起竞争资源；二是由于进程在运行过程中具有异步性，进程推进顺序非法。 2.必要条件如下： ●互斥条件。指在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。 ●不剥夺条件。指进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走， 而只能由该进程自己释放。 ●部分已分配条件(Hold and Wait)：指进程每次申请它所需要的一部分资源，在等待 分配新资源的同时，进程继续占有已分配到的资源。 ●环路等待条件。指存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源 同时被链中下一个进程所请求。 解决死锁问题常采用的措施有： ●死锁预防。通过破坏死锁产生的四个必要条件中之一来预防死锁的发生。 ●死锁避免。在资源动态分配进程中，用某种方法防止系统进程不安全状态，从而避 免死锁。 ●死锁的检测及解除。通过系统的检测机构及时地检测出死锁的发生，然后采取某种 措施解除死锁。 3.有可能。例如在系统死锁的状态下，进程处于占有等待资源的状态，应当即不属于运行 态也不属于就绪态，即都处于阻塞状态时。 4.在资源分配系统中，死锁发生的原因是由于多个进程共享有限的独占型资源。当多个进 程占有了部分资源又需要更多的资源时，就可能形成循环等待链而导致死锁。 死锁情况分析：每个进程都占有W-1个资源，需再分配1个资源，为保证不死锁，系统必须至少有一个可分配的资源，取M满足： M>=N(W-1)+1 因此保证系统不发生死锁的最小M什可以从下面公式获得： M=N(W-1)+1 1)2*0+1=1，而M=3，不会死锁 2)2*1+1=3，而M=3，不会死锁 3)2*2+1=5，而M=3，可能死锁。出现死锁情况是：一个进程占有2个资源，另一占 1个资源 4)3*1+1=4，而M=5，不会死锁 5)3*2+1=7，而M=7，可能死锁。出现死锁情况是：3个进程各占2个资源
《操作系统原理》5资源管理(死锁)习题
第五章死锁练习题 (一)单项选择题 1．系统出现死锁的根本原因是( )。 A．作业调度不当B．系统中进程太多C．资源的独占性D．资源管理和进程推进顺序都不得当 2．死锁的防止是根据( )采取措施实现的。 A．配置足够的系统资源B．使进程的推进顺序合理 C．破坏产生死锁的四个必要条件之一D．防止系统进入不安全状态 3．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( )条件不成立。 A．互斥使用资源B循环等待资源C．不可抢夺资源D．占有并等待资源 4．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于( )。 A．打印机B．磁带机C．绘图仪D．主存空间和处理器 5．进程调度算法中的( )属于抢夺式的分配处理器的策略。 A．时间片轮转算法B．非抢占式优先数算法C．先来先服务算法D．分级调度算法 6．用银行家算法避免死锁时，检测到( )时才分配资源。 A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量 B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量 C．进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量 D进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量 7．实际的操作系统要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用( )策略。 A死锁的防止B．死锁的避免C．死锁的检测D．死锁的防止、避免和检测的混合 (二)填空题 1．若系统中存在一种进程，它们中的每一个进程都占有了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源。这种等待永远不能结束,则说明出现了______。 2．如果操作系统对______或没有顾及进程______可能出现的情况，则就可能形成死锁。 3．系统出现死锁的四个必要条件是：互斥使用资源，______，不可抢夺资源和______。 4．如果进程申请一个某类资源时，可以把该类资源中的任意一个空闲资源分配给进程，则说该类资源中的所有资源是______。 5．如果资源分配图中无环路，则系统中______发生。 6．为了防止死锁的发生，只要采用分配策略使四个必要条件中的______。 7．使占有并等待资源的条件不成立而防止死锁常用两种方法：______和______. 8静态分配资源也称______，要求每—个进程在______就申请它需要的全部资源。 9．释放已占资源的分配策略是仅当进程______时才允许它去申请资源。 10．抢夺式分配资源约定，如果一个进程已经占有了某些资源又要申请新资源，而新资源不能满足必须等待时、系统可以______该进程已占有的资源。 11．目前抢夺式的分配策略只适用于______和______。 12．对资源采用______的策略可以使循环等待资源的条件不成立。 13．如果操作系统能保证所有的进程在有限的时间内得到需要的全部资源，则称系统处于______。14．只要能保持系统处于安全状态就可______的发生。 15．______是一种古典的安全状态测试方法。 16．要实现______，只要当进程提出资源申请时，系统动态测试资源分配情况，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程。
操作系统死锁练习及答案
死锁练习题 (一)单项选择题 l系统出现死锁的根本原因是( )。A．作业调度不当B．系统中进程太多C．资源的独占性D．资源管理和进程推进顺序都不得当 2．死锁的防止是根据( )采取措施实现的。A．配置足够的系统资源B．使进程的推进顺序合理C．破坏产生死锁的四个必要条件之一D．防止系统进入不安全状态 3．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( )条件不成立。A．互斥使用资源B循环等待资源c．不可抢夺资源D．占有并等待资源 4．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于( )。A．打印机B．磁带机c．绘图仪D．主存空间和处理器 5．进程调度算法中的( )属于抢夺式的分配处理器的策略。A．时间片轮转算法B．非抢占式优先数算法c．先来先服务算法D．分级调度算法 6．用银行家算法避免死锁时，检测到( )时才分配资源。A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量c．进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量D进程已占用的资源数与本次申请的资源数 之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量 7．实际的操作系统要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用( )策略。A死锁的防止B．死锁的避免c．死锁的检测D．死锁的防止、避免和检测的混合(二)填空题 l若系统中存在一种进程，它们中的每一个进程都占有了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源。这种等待永远不能结束,则说明出现了______。2．如果操作系统对 ______或没有顾及进程______可能出现的情况，则就可能形成死锁。3．系统出现死锁的四
第三章处理机调度与死锁 (2)
考点一调度的基本概念和基本准则 一、单项选择题 1.假设就绪队列中有10个进程，系统将时间片设为200ms，CPU进行进程切换要花费10ms。则系统开销所占的比率约为（）。 A．1% B.5% C.10% D.20% 2.下面关于进程的叙述不正确的是（）。 A.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为就绪状态 B.在单CUP系统中，任一时刻有一个进程处于运行状态 C.优先级是进行进程调度的重要证据，一旦确定不能改变 D.进程获得处理机而运行的是通过调度实现的 二、综合应用题 1.分析调度的三种形式：短期调度、中期调度和长期调度的差别。 2.引起进程调度的原因有哪些？ 3.高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 4.选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 5.下列问题应由哪一些调度程序负责？ （1）发生时间片中断后，决定将处理机分给哪一个就绪进程？ （2）在短期繁重负荷情况下，应将哪个进程挂起？ （3）一个作业运行结束后，从后备作业队列中选具备能够装入内存的作业。 6.CPU调度算法决定了进程执行的顺序。若有n 个进程需要调度，有多少种可能的调度算法顺序？ 7.有些系统如MS-DOS没有提供并发处理手段。引入并发处理会导致操作系统设计的复杂性。试分析引入并发处理后导致的操作系统设计的三个主要的复杂性。 8.说明抢占式调度与非抢占式调度的区别。为什么说计算中心不适合采用非抢占式调度？ 考点二典型调度算法 一、单项选择题 1.以下哪一种说法对剥夺式系统来讲结论正确（）。 A.若系统采用轮转法调度进程，则系统采用的是剥夺式调度。 B.若现行进程要等待某一事件时引起调度，则该系统是剥夺式调度。 C.实时系统通常采用剥夺式调度。 D.在剥夺式系统中，进程的周转时间较之非剥夺式系统可预见。 2.既考虑作业的等待时间又考虑作业的执行时间的调度算法是（）。 A.相应比高者优先 B.端作业优先 C.优先级调度 D.先来先服务 3.关于作业优先权大小的论述中，正确的论述是（）。 A.计算型作业的优先级，应高于I/O型作业的优先权。 B.用户进程的优先权，应高于系统进程的优先权。 C.长作业的优先权，应高于短作业的优先权。 D.资源要求多的作业，其优先权应高于资源要求少的作业。 E.在动态优先权中，随着作业等待时间的增加，其优先权将随之下降。 F.在动态优先权中，随着进程执行时间的增加，其优先权降低。 二、综合应用题 1.设有一组进程，它们需要占用CPU的时间及优先级如下所示：
死锁进程实验报告
死锁进程实验报告 一、实验目的： 观察死锁发生的现象，了解死锁发生的原因。掌握如何判断死锁发生的方法。二、实验分析： 死锁现象是操作系统各个进程竞争系统中有限的资源引起的。如果随机给进程分配资源，就可能发生死锁， 因此就应有办法检测死锁的发生。本次实验中采用“银行家算法”判断死锁的发生。 三、实验设计： 本实验设计一个3个并发进程共享3种系统资源且每种系统资源有10个的系统。系统能显示各种进程的进展情况以及检察是否有错误和死锁现象产生。 四、算法说明： “银行家算法”。按每个进程的申请数量给各个进程试探性分配资源，看能否找个一个序列使各个进程都能正常运行结束。若能，则不会发生死锁；若不能，则会发生死锁。 五、程序使用说明： 一、本程序用于检测错误和是否会发生死锁。系统有3个进程竞争3种系统资源，每种资源有10个。 二、输入各个进程的最大需求资源数目数组max[3]和已经得到的资源数目组 [3]，系统计算出各个进程还应申请的资源数目数组need[3]。 三、若进程最大需求数大于系统资源数（10），则出错；若进程申请的资源数目大于其需要的最大资源数目，则出错。 /*死锁实验源程序*/ include
include
李建伟版实用操作系统第二版最新习题 3 进程同步与通信
李建伟版实用操作系统第二版最新习题 3 进程同步与通信 一、选择题 题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案A D D C B C A B A A 题号11 12 答案D C 二、综合题 1、答：临界资源也称独占资源、互斥资源，它是指某段时间内只充许一个进程使用的资源。比如打印机等硬件资源，以及只能互斥使用的变量、表格、队列等软件资源。各个进程中访问临界资源的、必须互斥执行的程序代码段称为临界区，各进程中访问同一临界资源的程序代码段必须互斥执行。 为防止两个进程同时进入临界区,可采用软件解决方法或同步机构来协调它们。但是,不论是软件算法还是同步机构都应遵循下述准则: ①空闲让进。②忙则等待。③有限等待。④让权等待。 2、答：忙等待意味着一个进程正在等待满足一个没有闲置处理器的严格循环的条件。因为只有一个CPU 为多个进程服务，因此这种等待浪费了CPU 的时钟。 其他类型的等待：与忙等待需要占用处理器不同，另外一种等待则允许放弃处理器。如进程阻塞自己并且等待在合适的时间被唤醒。忙等可以采用更为有效的办法来避免。例如：执行请求（类似于中断）机制以及PV 信号量机制，均可避免“忙等待”现象的发生。 3、答： 在生产者—消费者问题中，Producer 进程中P（empty）和P(mutex)互换先后次序。先 执行P(mutex)，假设成功，生产者进程获得对缓冲区的访问权，但如果此时缓冲池已满，没有空缓冲区可供其使用，后续的P（empty）原语没有通过，Producer 阻塞在信号量empty 上,而此时mutex 已被改为0，没有恢复成初值1。切换到消费者进程后,Consumer 进程执行P（full）成功，但其执行P（mutex）时由于Producer 正在访问缓冲区，所以不成功，阻塞在信号量mutex 上。生产者进程和消费者进程两者均无法继续执行，相互等待对方释放资源，会产生死锁。 在生产者和消费者进程中，V 操作的次序无关紧要，不会出现死锁现象。 4、答：
进程同步与互斥练习
进程同步与互斥 练习题 选择题 ．任何两个并发进程之间存在着（）地关系. ．各自完全独立 ．拥有共享变量 ．必须互斥 ．可能相互制约文档收集自网络，仅用于个人学习 ．并发进程执行地相对速度是（）. ．由进程地程序结构决定地 ．由进程自己来控制地 ．在进程被创建时确定地 ．与进程调度策略有关地文档收集自网络，仅用于个人学习 ．并发进程执行时可能会出现“与时间有关地错误”，这种错误是由于并发进程（）引起地. ．使用共享资源 ．执行地顺序性 ．要求计算时间地长短 ．程序地长度文档收集自网络，仅用于个人学习 ．并发进程中与共享变量有关地程序段称为（）. ．共享子程序 ．临界区 ．管理区 ．公共数据区文档收集自网络，仅用于个人学习 ．用来实现进程同步与互斥地操作实际上是由（）过程组成地. ．一个可被中断地 ．一个不可被中断地 ．两个可被中断地 . 两个不可被中断地文档收集自网络，仅用于个人学习 ．进程从运行态变为等待态可能由于（）. ．执行了操作 ．执行了操作 ．时间片用完 ．有高优先级进程就绪文档收集自网络，仅用于个人学习 ．用操作管理互斥使用地资源时，信号量地初值应定义为（）. ．任意正整数 ． ． ．文档收集自网络，仅用于个人学习 .用、操作管理临界区时，互斥信号量地初值应定义为( ). ．任意值 ． ． ． ．现有个具有相关临界区地并发进程，如果某进程调用操作后变为等待状态，则调用操作时
信号量地值必定为（）. ．≤ ． ． ．文档收集自网络，仅用于个人学习 ．用操作管理临界区时把信号量地初值定义为，现已有一个进程在临界区，但有个进程在等待进人临界区，这时信号量地值为（）. ． ． ． ．文档收集自网络，仅用于个人学习 ．用操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程地状态应变成（）状态. ．执行 ．就绪 ．运行 ．收容文档收集自网络，仅用于个人学习 ．进程间地同步是指进程间在逻辑上地相互( )关系. ．联接．制约文档收集自网络，仅用于个人学习 ．继续．调用 多项选择题 ．有关并发进程地下列叙述中，（）是正确地. ．任何时刻允许多个进程在同一上运行 ．进程执行地速度完全由进程自己控制 ．并发进程在访问共享资源时可能出现与时间有关地错误 ．同步是指并发进程中存在地一种制约关系 ．各自独立地并发进程在执行时不会相互影响文档收集自网络，仅用于个人学习．一个正在运行地进程调用()后，若地值为（），则该进程可以继续运行. ．＞ ．＜ ．≠ ．≥ ．≤ 文档收集自网络，仅用于个人学习 判断题 ．有交往地并发进程一定共享某些资源. （） ．如果不能控制并发进程执行地相对速度，则它们在共享资源时一定会出现与时间有关地错误. （） ．并发进程地执行结果只取决于进程本身，不受外界影响. （） ．多道程序设计必然导致进程地并发执行. （） 有个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对资源地互斥访问，则信号量值地变化范围是. 文档收集自网络，仅用于个人学习 对于两个并发进程，设互斥信号量为，若，则 表示没有进程进入临界区表示有一个进程进入临界区 表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入 表示有两个进程进入临界区
操作系统中死锁与死机现象的比较
2010年第12期吉林省教育学院学报 N o .12,2010 第26卷J O U R N A LO FE D U C A T I O N A LI N S T I T U T EO FJ I L I NP R O V I N C E V o l .26(总240期) T o t a l N o .240 收稿日期:2010—07—25作者简介:哈森格日乐,女,内蒙古兴安盟广播电视大学,讲师。研究方向:计算机应用。 操作系统中死锁与死机现象的教学比较 哈森格日乐 (内蒙古兴安盟广播电视大学,内蒙古兴安盟137400) 摘要:死锁是计算机操作系统中的一个突出问题。死锁与死机是两个不同又有关联的概念。本文从死锁与死机的概念、 产生的原因及排除三个方面进行了比较论述。 关键词:死锁;死机;进程中图分类号:G 642.0 文献标识码:A 文章编号:1671—1580(2010)12—0071—02 操作系统中的死锁可定义为:各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源,且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源。从而造成大家都想得到资源而又都得不到资源,各并发进程不能继续向前推进的状态。它是操作系统核心在内部管理和控制的调度设计中造成系统无法继续运行的“死机”现象。 一、产生死锁与“死机”的原因(一)死锁的起因及必要条件 死锁的起因是并发进程的资源竞争。产生死锁的根本原因在于系统提供的资源个数少于并发进程所要求的该类资源数。显然,由于资源的有限性,不可能为所有要求资源的进程无限制地提供资源。但是,可以采用适当的资源分配算法,以达到消除死锁的目的。然而要达到消除死锁的目的必须了解产生死锁的必要条件。这个我们从死锁的概念就可以得到。1.互斥条件。并发进程所要求和占有的资源是不能同时被两个以上进程使用或操作的,进程对它所需要的资源进行排他性控制;2.不剥夺条件。进程所获得的资源在未使用完毕之前,不能被其他进程强行剥夺,而只能由获得该资源的进程自己释放;3.部分分配。进程每次申请它所需要的一部分资源,在等待新资源的同时,继续占用已分配到的资源;4.环路条件。存在一种进程循环链,链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。 (二)“死机”的原因1.W i n d o w s 的即插即用功能,简化了新硬件的安装,但随之而来的是系统启动时,总是要搜索所有的驱动程序再决定运行。因此,某些失效硬件的驱动程序会导致“死机”。 2.资源耗尽:“蓝屏”故障常常发生在进行一项比较大或比较多的工作时,或是在保存复制的时候,往往发生得比较突然。这类故障的发生原因主要是与三个堆资源(系统资源、用户资源、G D I 资源)的占用情况有关。资源耗尽会出现“系统资源严重不足”等“蓝屏”警告。平时可以观察一下系统资源的可用比例。 3.版本冲突:尤其是不同文件管理方式。W i n 98与W i n 2000等的F A T 16/32、N T F S 就是如此。 4.注册表损坏:注册表是W i n d o w s 95之后引入的一个管理新概念,采用“表格”数据结构,其中包含了系统所有的信息。在启动和运行时,机器会读取其中的内容以配置系统,同时几乎所有重要操作都会在其中留下蛛丝马迹。通过修改,轻易实现常规操作无法实现的功能,但如果其中的信息受到破坏,那么系统就不能正常工作。 5.“碎片”太多:新安装的系统,数据的存放是连续的。不断运行工作后使文件在硬盘上的存放位置凌乱异常。即便不出现错误,系统性能也要降低。需要定期对硬盘进行碎片整理。 6.驻留主存:任务栏右下侧的系统托盘内的图标控制会使操作带来很大的方便,但这样的方便不仅降低系统性能,而且会耗尽主存和其他系统资源,最后造成系统死机。 7.卸载不完整:不完全卸载,会在系统中产生大量的垃圾文件,从而导致系统的不稳定。 71 DOI :10.16083/j .cn ki .1671-1580.2010.12.059
进程调度、死锁
进程调度、死锁 试验一:进程调度 一、实验目的 进程是操作系统中最基本、最重要的概念，进程调度又是操作系统的核心模块。本实验要求学生独立地用 C 或 C++语言编写一个简单的进程管理程序，其主要部分是进程调度。调度算法可由学生自行选择，如基于动态优先级的调度算法或多级反馈队列调度算法。 通过本实验可加深学生对进程各种状态的转化和各种调度算法的理解，提高系统程序设计能力。 二、实验题目 以链式结构组成空闲 PCB 栈，以双向链式结构组成进程的就绪队列和睡眠队列，模拟UNIX 的进程管理程序，实现以下操作(可用键盘命令或由产生的随机数决定操作和参数)。 1( 创建一个新进程:如 pid=newp(pri,size,time)，申请空闲 PCB 和所需内存， 填写 PCB的各项初始数据，将该 PCB 送入就绪队列。 2( 调度和执行:自己设计优先调度算法，在就绪队列中选择一个优先级最高的进程，使其运行若干个单位时间。要求在运行期间进程的 p_cpu、p_pri 和 p_time 要变化，并在适当的时机重新调度。 3( 进程睡眠:进程运行时可调用自编的睡眠函数，主动进入睡眠状态，并转调度程序。也可由操作使进程强迫挂起，睡眠适当时间。进程睡眠时要在 PCB 中记录睡眠原因和优先数。 4( 进程的唤醒:根据睡眠原因，将相应的进程从睡眠队列中调出，转入就绪
队列。如该进程优先级比现运行进程优先级高，转调度程序。 5( 进程的终止:如一个进程运行完作业所需的时间，或者用操作杀死该进程，该进程就终止，释放所占用的内存和 PCB 资源，转调度程序。 三、设计思路和流程图 1、设计思路 将程序主要分为两部分:排序、分派。排队:事先将系统中所有就绪的进程按照一定的方式排成一个队列;分派:把由所选定的进程，从就绪队列取出该进程，然后上下文切换。 2、流程图 开始 输入进程 对进程排序 选择运行时间最短的进程 否运行完毕 是 结束 四、主要数据结构及其说明 float arrivetime 到达时间 float servicetime 运行时间 float starttime 开始时间 float finishtime 完成时间 五、源程序并附上注释 //最短进程优先调度算法、 #include
进程同步及死锁之欧阳光明创编
附件（四） 欧阳光明（2021.03.07） 深圳大学实验报告课程名称：操作系统 实验项目名称：进程（线程）同步及死锁学院：计算机与软件学院 专业：计算机科学与技术 指导教师： 报告人：学号：班级： 实验时间：2015/10/23 实验报告提交时间：2015/11/13 教务处制
二、方法、步骤： 设计解决哲学家就餐问题的并发线程。 假定有6个哲学家，围着圆桌交替地进行思考和进餐；每次进餐时，必须同时拿到左右两边的两只筷子才能进餐；进餐后，再放下筷子思考。 这是一个典型的同时需要两个资源的例子，如果申请资源顺序不当，可能会引起死锁。 本实验设计6个哲学家共享一个相同的线程Philosopher，既完成线程同步，又预防死锁发生。实验中采用了3种预防死锁的方法（摒弃‘环路等待’条件，摒弃‘请求和保持’条件，摒弃‘不剥夺’条件），要预防死锁，只采用其中的任何一种方法即可。 三．实验过程及内容：(其中：提供有简短说明的程序代码。要求：程序运行正确、符合设计要求。) 1.创建工程，注意勾选Win32 Application，点击确定 2.勾选第三个选项
3.创建菜单，有Eat、About、Exit 4.在进程（线程）同步及死锁.cpp中编写代码，此时代码有“摒弃‘环路等待’条件”、“摒弃‘请求和保持’条件”、“摒弃‘不剥夺’条件”三种代码，当检测其中一个时须将其余两个加以注释，一一检测其对死锁的影响。 运行结果： 运行前：
运行后： 5.在运行时可知，在分别“摒弃‘环路等待’条件”和“摒弃‘不剥夺’条件”的代码时不会出现死锁，而使用“摒弃‘请求和保持’条件”时会产生死锁，在理论正确前提下，此种情况说明了代码出现错误。 6.代码解释及修改⑴摒弃‘环路等待’条件 R1=ThreadID; R2=(ThreadID+1)%6; if (ThreadID == 0) { R1= (ThreadID+1) % 6; R2= ThreadID; } 依据摒弃‘环路等待’条件，要有至少一位哲学家与其他哲学家拿筷子顺序不同，则使第0位(ThreadID = 0)哲学家从右边开始拿筷子，其他哲学家相反。 ⑵摒弃‘不剥夺’条件 Wait(Mutex); if (ChopstickUsed[R2]) { Signal(Mutex); goto ReleaseChopstick;//将左筷子放弃掉 } Signal(Mutex); 若分配给的哲学家拿不到右筷子，则将他拿到的左筷子收回。 ⑶摒弃‘请求和保持’条件 原代码： Wait(Mutex); if((ChopstickUsed[R1])||(ChopstickUsed[R2])) { Signal(Mutex); goto LoopAgain;//思考
操作系统(死锁)试题
第五章死锁 一．选择题 1.为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 C 也可能产生死锁。 （A）进程优先权（B）资源的线性分配 （C）进程推进顺序（D）分配队列优先权 2.采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 B 方法解除死锁。 （A）执行并行操作（B）撤销进程 （C）拒绝分配新资源（D）修改信号量 3.产生死锁的四个必要条件是：互斥、 B 循环等待和不剥夺。 （A）请求与阻塞（B）请求与保持 （C）请求与释放（D）释放与阻塞 4.在分时操作系统中，进程调度经常采用算法。 （A）先来先服务（B）最高优先权 （C）时间片轮转（D）随机 5.资源的按序分配策略可以破坏条件。 （A）互斥使用资源（B）占有且等待资源 （C）非抢夺资源（D）循环等待资源 6.在 C 情况下，系统出现死锁。 （A）计算机系统发生了重大故障 （B）有多个封锁的进程同时存在 （C）若干进程因竞争而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 （D）资源数远远小于进程数或进程同时申请的资源数量远远超过资源总数 7。银行家算法在解决死锁问题中是用于 B 的。 （A）预防死锁（B）避免死锁 （C）检测死锁（D）解除死锁 8.支持多道程序设计的操作系统在运行过程中，不断地选择新进程运行来实现CPU的共享，但其中不是引起操作系统选择新进程的直接原因。 （A）运行进程的时间片用完 （B）运行进程出错 （C）运行进程要等待某一事件发生 （D）有新进程进入就绪队列 9. 在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是 B 。 （A）银行家算法 （B）有序资源分配法 （C）死锁检测法 （D）资源分配图化简法 二、综合题 1.若系统运行中出现如表所示的资源分配情况，改系统是否安全？如果进程P2此时提出资源申请（1，2，2，2），系统能否将资源分配给它？为什么？
进程同步与死锁习题答案
第 4 章进程同步与死锁 (1) 什么是进程同步？什么是进程互斥？ 解： 同步是进程间的直接制约关系，这种制约主要源于进程间的合作。进程同步的主要任务就是使并发执行的各进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而在执行时间、次序上相互制约，按照一定的协议协调执行，使程序的执行具有可再现性。 进程互斥是进程间的间接制约关系，当多个进程需要使用相同的资源，而此类资源在任一时刻却只能供一个进程使用，获得资源的进程可以继续执行，没有获得资源的进程必须等待，进程的运行具有时间次序的特征，谁先从系统获得共享资源，谁就先运行，这种对共享资源的排它性使用所造成的进程间的间接制约关系称为进程互斥。互斥是一种特殊的同步方式。 (2) 进程执行时为什么要设置进入区和退出区？ 解： 为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为“进入区”代码；在退出临界区后，必须执行“退出区”代码，用于恢复未被访问标志。 (3) 同步机构需要遵循的基本准则是什么？请简要说明。 解： 同步机制都应遵循下面的4 条准则： 1. 空闲让进。当无进程处于临界区时，允许进程进入临界区，并且只能在临界区运行有限的时间。 2. 忙则等待。当有一个进程在临界区时，其它欲进入临界区的进程必须等待，以保证进程互斥地访问临界 资源。 3. 有限等待。对要求访问临界资源的进程，应保证进程能在有限时间内进入临界区，以免陷入“饥饿”状 态。 4. 让权等待。当进程不能进入临界区时，应立即放弃占用CPU ，以使其它进程有机 会得到CPU 的使用权，以免陷入“饥饿”状态。 (4) 整型信号量是否能完全遵循同步机构的四条基本准则？为什么？ 解：不能。在整型信号量机制中，未遵循“让权等待”的准则。 (5) 在生产者-消费者问题中，若缺少了V(full) 或V(empty) ，对进程的执行有什么影响？解： 如果缺少了V(full) ，那么表明从第一个生产者进程开始就没有对信号量full 值改变，即使缓冲池存放的产品已满了，但full 的值还是0，这样消费者进程在执行P(full) 时会认为缓冲池是空的而取不到产品，那么消费者进程则会一直处于等待状态。 如果缺少了V(empty) ，例如在生产者进程向n 个缓冲区放满产品后消费者进程才开始从中取产品，这时empty=0 ，full=n ，那么每当消费者进程取走一个产品时empty 并没有被改变，直到缓冲池中的产品都取走了，empty 的值也一直是0，即使目前缓冲池有n 个空缓冲区，生产者进程要想再往缓冲池中投放产品会因申请不到空缓冲区而被阻塞。 (6) 在生产者-消费者问题中，若将P(full) 和P(empty) 交换位置，或将V(full) 或V(empty) 交换位置，对进程执行有什么影响？ 解： 对full 和empty 信号量的P、V 操作应分别出现在合作进程中，这样做的目的是能正确表征各进程对临界资源的使用情况，保证正确的进程通信联络。 (7) 利用信号量写出不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法。