C++语言来实现模拟进程的资源分配算法,了解死锁的产生和避免的办法。了解系统的资源分配情况,保证进程的资源请求和系统不会出现死锁。用银行家算法实现资源分配。运行并输出结果。
时间: 2024-06-09 12:06:14 浏览: 70
用C++编程模拟银行家算法
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好的,我来为你介绍一下如何使用C++语言来实现模拟进程的资源分配算法,并且避免死锁的产生。
首先,让我们来了解一下死锁的概念。死锁是指两个或多个进程因竞争资源而造成的一种僵局,当一个进程等待其他进程释放资源时,自己占用的资源也不能释放,从而导致所有进程都无法继续执行。
为了避免死锁的产生,我们可以采取银行家算法来进行资源分配。银行家算法是一种经典的避免死锁的算法,它通过预先计算系统资源的最大需求量和可用资源数,来判断当前系统是否处于安全状态,从而避免死锁的发生。
下面,我们来看一下如何使用C++语言来实现银行家算法的资源分配。我们假设有5个进程,它们需要的资源分别是P0(0, 1, 0), P1(2, 0, 0), P2(3, 0, 2), P3(2, 1, 1), P4(0, 0, 2),其中括号中的数字分别代表该进程需要的A、B、C三种资源的数量。
```c++
#include <iostream>
using namespace std;
const int P = 5; // 进程数
const int R = 3; // 资源数
int allocation[P][R] = {{0, 1, 0}, {2, 0, 0}, {3, 0, 2}, {2, 1, 1}, {0, 0, 2}}; // 已分配矩阵
int max_need[P][R] = {{7, 5, 3}, {3, 2, 2}, {9, 0, 2}, {2, 2, 2}, {4, 3, 3}}; // 最大需求矩阵
int available[R] = {3, 3, 2}; // 可用资源向量
bool finish[P] = {false, false, false, false, false}; // 进程完成向量
bool is_safe() {
int need[P][R];
for (int i = 0; i < P; i++) {
for (int j = 0; j < R; j++) {
need[i][j] = max_need[i][j] - allocation[i][j];
}
}
int work[R];
for (int i = 0; i < R; i++) {
work[i] = available[i];
}
bool finish[P] = {false, false, false, false, false};
int safe_sequence[P];
int count = 0;
while (count < P) {
bool found = false;
for (int i = 0; i < P; i++) {
if (!finish[i]) {
int j;
for (j = 0; j < R; j++) {
if (need[i][j] > work[j]) {
break;
}
}
if (j == R) {
for (int k = 0; k < R; k++) {
work[k] += allocation[i][k];
}
finish[i] = true;
safe_sequence[count] = i;
count++;
found = true;
}
}
}
if (!found) {
return false;
}
}
cout << "Safe sequence: ";
for (int i = 0; i < P; i++) {
cout << "P" << safe_sequence[i] << " ";
}
cout << endl;
return true;
}
bool request_resources(int pid, int request[]) {
int need[R];
for (int i = 0; i < R; i++) {
need[i] = max_need[pid][i] - allocation[pid][i];
if (request[i] > need[i]) {
return false;
}
if (request[i] > available[i]) {
return false;
}
}
for (int i = 0; i < R; i++) {
allocation[pid][i] += request[i];
available[i] -= request[i];
}
if (is_safe()) {
return true;
} else {
for (int i = 0; i < R; i++) {
allocation[pid][i] -= request[i];
available[i] += request[i];
}
return false;
}
}
int main() {
is_safe();
int pid;
int request[R];
while (true) {
cout << "Enter pid (0-4) and request (e.g. 1 0 2): ";
cin >> pid >> request[0] >> request[1] >> request[2];
if (request_resources(pid, request)) {
cout << "Request granted." << endl;
} else {
cout << "Request denied." << endl;
}
}
return 0;
}
```
首先,我们定义了五个进程的已分配矩阵`allocation`、最大需求矩阵`max_need`和可用资源向量`available`。然后,我们实现了银行家算法的主要函数`is_safe()`,它通过遍历所有未完成的进程,来判断是否存在一种进程执行顺序,使得系统处于安全状态。最后,我们实现了请求资源的函数`request_resources()`,它接受进程编号和请求资源向量,如果请求能够满足,就分配资源并判断是否安全,否则就拒绝请求。
最后,我们在主函数中循环读取用户输入,来模拟不断有新的进程请求资源的情况。运行程序后,我们可以看到系统的安全序列为P1 P3 P4 P0 P2,说明当前系统处于安全状态。当用户输入请求资源的进程编号和向量时,程序会自动判断是否能够满足请求,如果能够满足就输出“Request granted.”,否则输出“Request denied.”。
希望这个例子能够帮助你更好地理解模拟进程的资源分配算法和避免死锁的方法。
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