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标题: 死锁：当步伐 “卡住“ 时，发生了什么？ [打印本页]

作者: 吴旭华 时间: 2025-3-24 11:10
标题: 死锁：当步伐 “卡住“ 时，发生了什么？

1. 死锁的界说

死锁是指在多个进程或线程中，由于彼此之间的资源请求和占用关系，导致它们相互等待对方开释资源，从而进入一种无法继承实行的状态。
死锁的四个须要条件包罗：互斥条件、请求与保持条件、不可剥夺条件和循环等待条件。
2. 死锁的四个须要条件

互斥条件（Mutual Exclusion）：至少有一个资源是以排他方式分配的，即同一时候只能有一个进程占用该资源。
请求与保持条件（Hold and Wait）：一个进程持有至少一个资源，并等待其他进程开释其所需的资源。
不可剥夺条件（No Preemption）：资源不能被强行从进程中剥夺，只能在进程开释资源时，其他进程才能获取。
循环等待条件（Circular Wait）：存在一个进程等待链，此中每个进程都在等待下一个进程所持有的资源，形成闭环。

当这四个条件同时满意时，死锁就会发生。
3. 死锁的表现

死锁的最直接表现就是系统中有多个进程处于 “壅闭” 状态，而且它们相互之间永久无法开释资源或继承实行。
例如，在数据库中，如果两个事务各自持有锁并等待对方开释锁，那么它们就会陷入死锁，导致系统无法继承实行下去。
4. 死锁的检测与预防

死锁预防：通过避免死锁的四个须要条件中的一个或多个来防止死锁发生。常见的策略包罗：
- 粉碎互斥条件： 互斥条件是死锁的核心条件之一。虽然无法完全消除互斥，但某些场景下可以通过共享资源的方式，只管减少互斥。例如，允许多个线程同时读共享资源，但对写操作进行独占控制，如许可以低落死锁的概率。
- 粉碎请求与保持条件： 要求进程在实行期间必须先请求完所需的所有资源，只有在得到所有资源时才能开始实行，而不是渐渐申请。通过这种方式，进程就不会在持有部门资源时再请求其他资源，从而避免请求与保持的环境。
- 粉碎不可剥夺条件： 如果某个进程持有部门资源并请求其他资源，则操作系统可以强制回收该进程的资源，从而避免死锁。通过资源的强制剥夺，进程无法继承持有已占用的资源。
- 粉碎循环等待条件： 避免进程间形成循环等待关系。通常可以通过对资源进行有序分配来粉碎循环等待。例如，要求进程按照固定的资源请求顺序获取资源，从而避免循环等待。
死锁避免：通过分析系统资源的使用环境，在进程请求资源时，判断是否会导致死锁。如果会导致死锁，就不允许该请求实行。常用的算法包罗银行家算法。
死锁检测：在运行时，系统定期检查是否发生了死锁。可以通过构建资源分配图来检测死锁的存在。如果发现循环等待的环境，就可以制止此中一个或多个进程，以突破死锁。

5. 死锁的办理方案

进程制止：一旦系统检测到死锁，可以制止此中一个或多个进程，以开释资源，从而突破死锁。
资源剥夺：在某些环境下，操作系统可以强制剥夺某些进程的资源，直到其他进程开释资源，突破死锁。

6. 总结

死锁是多进程或多线程并发实行时，由于资源请求和占用的相互关系，造成的一个系统性题目。
死锁的发生须要满意四个条件：互斥、请求与保持、不可剥夺和循环等待。
为了防止和办理死锁，操作系统可以采取死锁预防、死锁避免、死锁检测和死锁办理等策略，确保系统的高效运行。

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