死锁检测算法模拟实现

死锁检测是一种并发控制策略，用于预防或检测系统中的死锁状态，即两个或更多进程由于互相等待对方释放资源而无法继续执行。常见的死锁检测算法有银行家算法、资源树算法等。

**银行家算法**：这是一种静态分析方法，通过维护一组矩阵来跟踪每个进程请求的资源和已经分配给它们的资源。算法的关键步骤包括：预分配、请求检查、安全序列检查和资源分配。如果能找到一个满足所有进程的安全序列，则无死锁；若找不到，则报告可能发生死锁。

**资源树算法**：它通过构建进程请求资源的树形结构，并遍历这个结构查找循环。如果有环存在并且每个节点上进程的需求都大于剩余可用资源，那么就有可能发生死锁。

模拟实现这类算法通常涉及创建数据结构（如矩阵或树）、定义函数来处理各种操作（如请求、分配、撤销等），以及遍历过程以查找潜在的死锁条件。以下是一个简单的伪代码示例：

def check_deadlock(processes, resources):
    # 初始化资源和进程信息
    allocation = {pid: request for pid, request in processes.items()}
    remaining_resources = {resource: total - sum(reqs[resource] for reqs in allocation.values()) for resource, total in resources.items()}

    while True:
        blocked = [pid for pid, reqs in allocation.items() if not all(remaining_resources[r] >= reqs[r] for r in reqs)]
        if blocked: 
            # 如果找到阻塞进程，尝试回退分配并检查是否能解除死锁
            unblock_success = release_resources(blocked, remaining_resources)
            if not unblock_success:
                return "Deadlock detected"
        else:
            break

    return "No deadlock"

# 资源释放函数
def release_resources(blocked, remaining_resources):
    for pid in blocked:
        for resource, amount in allocation[pid].items():
            remaining_resources[resource] += amount
    return True