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银行家算法
银行家算法是最有代表性的避免死锁的算法。为实现银行家算法,需要设置若干个数据结构。
1.银行家算法中的数据结构
(1)可利用的资源向量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,其数值随该资源的分配和回收而动态地改变。如果Available[j]=K,则表示系统中现有Rj类资源K个。
(2)最大需求矩阵Max。这是一个n*m的矩阵,它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i,j]=K,则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。
(3)分配矩阵Allocation。这也是一个n*m的矩阵,它定义了系统中每一类资源当前已非配给每一进程的资源数。如果Allocation[i,j]=K,则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。
(4)需求矩阵Need。这也是一个n*m的矩阵,用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i,j]=K,则表示进程i还需要Rj类资源K个,方能完成其任务。
上述三个矩阵间存在的关系:
Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]
2.银行家算法
设Request(i)是进程P(i)的请求向量,如果Request(i)[j]=K,表示进程P(i)需要K个Rj类型的资源。当P(i)发出资源请求后,系统按下述步骤进行检查:
(1)如果Request(i)[j]<=Need[i,j],便转向步骤(2);否则认为出错,因为它所需要的资源超出了它宣布的最大值。
(2)如果Request(i)[j]<=Avaiable[j],便转向步骤(3);否则表示尚无足够资源,P(i)须等待。
(3)系统试探着把资源非配给进程P(i),并修改下面数据结构中的数值:
Available[j]=Available[j]-Request(i)[j];
Allocation[i,j]=Allocation[i,j]+Request(i)[j];
Need[i,j]=Need[i,j]-Request(i)[j];
(4)系统执行安全性算法,检查此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(i),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(i)等待。
3.安全性算法
系统所执行的安全性算法可描述如下:
(1)设置两个向量;
工作向量work,它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目,它含有m个元素,在执行安全算法开始时,Work=Available
Finish,它表示系统是否有足够的资源分配给进程,使之运行完成。开始时先做Finish[i]=false;当有足够的资源分配给进程时,再令Finish[i]=true。
(2)从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程:
Finish[i]=false;
Need[i,j]<=Work[j];若找到,执行步骤(3),否则执行步骤(4)。
(3)当进程P(i)获得资源后,可顺序执行,直至完成,并释放出分配给它的资源,故应执行:
Work[j]=Work[j]+Allcation[i,j];
Finish[i]=true;
go to step 2;
(4)如果所有进程的Finish[i]=true都满足,则表示系统处于安全状态;否则,系统处于不安全状态。