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一、死锁的概念 --图
1、死锁的定义
在多道程序系统中，由于多个进程并发执行，改善了系统的资源利用率并提高了系统的吞吐量。然而，多个进程并发执行也带来了新的问题——死锁。
死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待），若无外力作用下，这些进程都将无法向前推进。如哲学家吃面条。
2、死锁产生的原因
1、对系统资源的竞争
各进程对不可剥夺的资源（如打印机）的竞争可能会引起死锁，对可剥夺的资源（cpu）的竞争是不会引起死锁的
2、对进程推进顺序非法
请求和释放资源的顺序不当，也会导致死锁。例如，并发执行的进程p1、p2分别申请并占用了资源R1、R2，之后进程P1又紧接着申请资源R2，而进程P2又申请资源R1，二者都会因为申请的资源被对方占用而阻塞，从而发生死锁。
3、信号量的使用不当也会造成死锁。
如生产者-消费者问题中，如果实现互斥的P操作在实现同步的P操作之前，就可能会导致死锁（可以把互斥信号量、同步信号量也看作是一种抽象的系统资源）
总之，对不可剥夺资源的不合理分配，可能会导致死锁
3 、死锁发生的必要条件
产生死锁必须同时满足以下四个条件，只要其中任一条件不成立，死锁就不会发生
1、互斥条件
只有对必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁（如哲学家的筷子、打印机设备）。像扬声器，内存这样可以同时让多个进程使用的资源是不会导致死锁的（因为进程不用阻塞等待这种资源）
2、不可剥夺条件
进程所获得的资源在未使用完成之前，不能由其他进程强行夺走，只能主动释放
3、请求和保持条件
进程已经持有了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又被其他进程占用，此时请求进程被阻塞，但对自己已有的资源保持不放
4、循环等待条件
存在一种进程资源的循环等待链，链中每个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求
区分不可剥夺条件与请求和保持条件，比如，你手中拿着一个苹果（即便你不打算吃），别人也不能拿到你的苹果，这是不可剥夺条件；如果你左手有一个苹果，允许你右手再去拿一个苹果，这时请求和保持条件
注意：发生死锁时一定有循环等待，但发生循环等待时未必死锁（循环等待时死锁的必要不充分条件）
4、死锁、饥饿、死循环的区别
二、死锁的处理策略
- 预防死锁。破坏死锁产生的四个必要条件中的一个或几个
- 避免死锁。用某种方法阻止系统进入不安全状态，从而避免死锁（银行家算法）
- 死锁的检测和解除。允许死锁的发生，不过操作系统负责检测出死锁的发生，然后采取某种措施解除死锁
1、预防死锁（静态策略） --图
1.1、破坏互斥条件
如果允许资源都能共享使用，则系统不会进入死锁状态，但有些资源根本不能同时访问，如打印机等临界资源只能互斥使用。所以，破坏互斥条件而预防死锁的方法不太可行，而且在有些场合应该保护这种互斥性
1.2、破坏不可剥夺条件
方案一：
当一个已保持了某些不可剥夺资源的进程，请求新的资源而得不到满足时，它必须释放已经保持的所有资源，待以后需要时重新申请。这意味着，即使某些资源尚未使用完，也需要主动释放，从而破坏了不可剥夺条件
方案二：
当某个进程需要的资源被其他进程所持有时，可以由操作系统协助，将需要的资源强行剥夺。这种方式一般需要考虑各进程的优先级（比如：剥夺调度方式，就时将处理器资源强行剥夺给优先级高的进程）
缺点：实现复杂；反复地申请和释放资源会增加系统的开销，降低吞吐量；方案一还可能会导致进程饥饿
1.3、破坏请求和保持条件
采用预先静态分配方法，即进程在运行前一次性申请完它需要的所以资源，在它的资源未满之前，不允许运行。一旦投入运行，这些资源一值归它所有，该进程就不会请求别的任何资源了
缺点：造成资源浪费，资源利用率低。还可能会导致进程饥饿
1.4、破坏循环等待条件
采用顺序资源分配。首先给系统中的资源编号，规定每个进程必须按编号递增的顺序请求资源，同类资源一次申请完
缺点：限制新类型设备的增加；还会浪费资源；给用户带来麻烦
2、避免死锁（动态策略）
建议看视频讲解通俗易懂：https://www.bilibili.com/video/av31584226/?p=11
避免死锁同样是属于事先预防的策略，但并不是事先采取某种限制措施避免死锁的必要条件，而是在资源动态分配过程中，防止系统进入不安全状态，来避免死锁
安全序列，就是系统按照某种序列分配资源，则每个进程都能顺利完成，只要找出一个安全序列，系统就是安全状态。当然安全序列可能有多个
如果分配了资源之后，系统中找不出任何一个安全序列，系统就会进入不安全状态。意味着之后可能所有进程都无法顺利的执行下去，当然，如果有进程提前归还了一些资源，那系统也有可能重新回到安全状态，不过分配资源前我们是要考虑到最坏的情况
银行家算法：
总结：系统处于不安全状态未必死锁，但死锁一定处于不安全状态。系统处于安全状态一定不会死锁
3、死锁的检测和解除（允许死锁发生）
死锁的检测
死锁的解除
1、 为什么会产生死锁？产生死锁有什么条件？
由于系统中存在一些不可剥夺的资源，而当两个或两个以上的进程占有自身资源，并请求对方资源时，会导致每个进程都无法向前推进，这就是死锁。死锁产生的四个必要条件，互斥条件、不可剥夺条件、保持和请求条件和循环等待条件
2 、有什么办法可以解决死锁问题？
死锁的处理策略分为，预防死锁、避免死锁、死锁的检测及解除
死锁的预防时通过设立一些限制条件，破坏死锁的一些必要条件，让死锁无法发生
避免死锁是在动态分配资源的过程，用一些算法（银行家算法）防止系统进入不安全状态，从而避免死锁
死锁的检测和解除是在死锁产生前不采取任何处理，只检测当前系统有木有发生死锁，若有则采取一些措施解除死锁
