银行家算法 （详解）

银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配算法，它最初由Dijkstra提出。该算法通过判断系统是否处于安全状态来决定是否分配资源，以保证系统能够顺利完成任务。

银行家算法的基本思想是，系统中的资源被分为多个类型，每个类型的资源都有一定数量。当一个进程请求资源时，系统会判断是否能够满足该进程的请求，如果满足则分配资源，否则进程必须等待。

为了避免死锁，银行家算法引入了安全性检查。在每次分配资源之前，系统会模拟执行进程的请求，并判断系统是否处于安全状态。如果系统处于安全状态，则分配资源；否则，进程必须等待。

银行家算法的具体步骤如下：
1. 初始化：定义系统中每个资源的总量、每个进程已分配的资源数量和每个进程还需要的资源数量。
2. 请求资源：当一个进程请求资源时，系统会判断是否能够满足该进程的请求。
3. 安全性检查：在每次分配资源之前，系统会模拟执行进程的请求，并判断系统是否处于安全状态。
4. 分配资源：如果系统处于安全状态，则分配资源给进程；否则，进程必须等待。

相关问题

银行家算法C语言代码详解

银行家算法用于避免死锁，确保系统资源的分配是安全的。下面是一个简单的银行家算法的C语言代码实现，该代码实现了以下函数：

- `request_resources()`：请求资源
- `release_resources()`：释放资源
- `is_safe()`：判断当前状态是否安全

注意，这里的资源是指系统中的各种资源，如内存、I/O设备等。每个进程都会请求一定数量的资源，并在使用完这些资源后释放它们。

#include <stdio.h>
#define MAX_PROCESSES 10
#define MAX_RESOURCES 10

int available[MAX_RESOURCES];
int maximum[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];
int allocation[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];
int need[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];
int num_processes;
int num_resources;

int request_resources(int pid, int request[]) {
    int i;
    for (i = 0; i < num_resources; i++) {
        if (request[i] > need[pid][i]) {
            return -1;
        }
        if (request[i] > available[i]) {
            return -1;
        }
    }
    for (i = 0; i < num_resources; i++) {
        available[i] -= request[i];
        allocation[pid][i] += request[i];
        need[pid][i] -= request[i];
    }
    if (is_safe()) {
        return 0;
    } else {
        for (i = 0; i < num_resources; i++) {
            available[i] += request[i];
            allocation[pid][i] -= request[i];
            need[pid][i] += request[i];
        }
        return -1;
    }
}

int release_resources(int pid, int release[]) {
    int i;
    for (i = 0; i < num_resources; i++) {
        available[i] += release[i];
        allocation[pid][i] -= release[i];
        need[pid][i] += release[i];
    }
    return 0;
}

int is_safe() {
    int i, j, k;
    int work[MAX_RESOURCES];
    int finish[MAX_PROCESSES];
    for (i = 0; i < num_resources; i++) {
        work[i] = available[i];
    }
    for (i = 0; i < num_processes; i++) {
        finish[i] = 0;
    }
    for (i = 0; i < num_processes; i++) {
        if (finish[i] == 0) {
            for (j = 0; j < num_resources; j++) {
                if (need[i][j] > work[j]) {
                    break;
                }
            }
            if (j == num_resources) {
                finish[i] = 1;
                for (k = 0; k < num_resources; k++) {
                    work[k] += allocation[i][k];
                }
                i = -1;
            }
        }
    }
    for (i = 0; i < num_processes; i++) {
        if (finish[i] == 0) {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

在上面的代码中，`available`数组表示每个资源当前可用的数量；`maximum`数组表示每个进程最多需要的每个资源的数量；`allocation`数组表示每个进程已分配的资源数量；`need`数组表示每个进程还需要的资源数量。

`request_resources()`函数用于请求资源。如果请求的资源超过了进程所需要的资源数量或者超过了当前可用的资源数量，该函数将返回-1，表示请求失败。否则，该函数将分配请求的资源，并调用`is_safe()`函数判断当前状态是否安全。如果是安全的，该函数将返回0，否则将释放分配的资源，并返回-1。

`release_resources()`函数用于释放资源。该函数将释放进程已分配的资源，并更新`available`、`allocation`和`need`数组。

`is_safe()`函数用于判断当前状态是否安全。该函数首先初始化`work`数组为当前可用的资源数量，`finish`数组为0。然后对于每个未完成的进程，检查它是否需要的每个资源数量都小于等于`work`数组中的相应资源数量。如果是，将该进程标记为完成，并将它已分配的资源释放到`work`数组中。如果所有进程都完成了，返回1，否则返回0。

在实际使用中，需要根据具体情况修改上面的代码。例如，可以在`request_resources()`和`release_resources()`函数中添加一些输出语句，以便调试和测试。

completablefuture详解

### 回答1：
CompletableFuture是Java 8中新增的一个类，它是一个异步计算的结果，可以用来处理异步操作的结果。CompletableFuture可以看作是一个可完成的Future，它可以被手动完成或者自动完成。

CompletableFuture可以通过多种方式创建，比如使用静态方法supplyAsync()创建一个异步执行的任务，使用thenApply()方法对任务的结果进行处理，使用thenCompose()方法将多个任务串联起来执行等等。

CompletableFuture还支持异常处理，可以使用exceptionally()方法来处理异常情况，也可以使用handle()方法来处理正常和异常情况。

总之，CompletableFuture是一个非常强大的工具，可以用来处理异步操作，提高程序的并发性能和响应速度。

### 回答2：
CompletableFuture是Java 8引入的一个新的处理异步操作的类，这个类提供了很多非常方便的方法来处理异步操作的结果，包括如何合并多个异步操作的结果以及如何处理异步操作的异常等等。

CompletableFuture的一个非常重要的特点就是它具有链式调用的语法风格。这意味着我们可以非常方便地串联多个异步操作，同时还能够方便地对这些异步操作的结果进行处理，包括合并、过滤、转换等等。这使得CompletableFuture非常适合处理复杂的异步操作场景，比如需要进行多次网络请求或者需要处理多个不同的数据源等等。

在CompletableFuture中，我们可以使用supplyAsync()方法来创建一个新的异步操作，该方法接受一个Supplier<T>类型的参数，用于生成异步操作的结果。同时，CompletableFuture还支持thenApply()、thenAccept()、thenRun()等方法来对异步操作的结果进行后续处理，并且还支持combine()、thenCombine()等方法来合并多个异步操作的结果。

当然，在使用CompletableFuture的过程中，我们也需要注意一些细节，比如如何正确处理异步操作的异常、如何控制异步操作的执行顺序、如何处理异步操作的超时等等。这些都是需要关注的问题，否则就有可能会出现一些难以发现的问题。

综上所述，CompletableFuture是Java 8中非常重要的一个新特性，它是处理异步操作的不二选择。无论是在开发网络应用还是在处理数据源，都可以通过CompletableFuture的强大功能来方便地进行一系列异步操作。同时，在使用CompletableFuture的过程中，需要注意一些细节，以确保异步操作能够正确地执行。

### 回答3：
CompletableFuture是Java 8引入的一个新的类，它是一个future的扩展。在Java的并发编程中，future代表一个异步计算的结果，通过它可以知道异步操作是否完成。但是，使用future还需要手动监听结果的完成，代码比较繁琐。此时，CompletableFuture就能发挥作用了。

CompletableFuture提供了一系列方法，可以用于在异步任务执行完成后自动执行代码，从而实现回调功能。它允许在future完成的时候，自动触发一个回调函数。这就让异步编程更加方便和高效。例如：

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new IllegalStateException(e);
}
return "Result of the asynchronous computation";
});

future.thenApply(result -> result.toUpperCase())
.thenAccept(result -> System.out.println(result));

这个例子中，首先通过supplyAsync()方法创建了一个异步任务，然后通过thenApply()和thenAccept()方法指定了两个回调函数。当任务完成后，将会自动执行这些回调函数。在回调函数中，我们可以处理异步计算的结果，或者在计算完成后继续执行其他操作。

CompletableFuture还提供了其他一些方法，用于组合多个异步任务，并行执行任务等等。由于CompletableFuture非常灵活和强大，因此它能够大大简化Java并发编程的复杂度。

总之，CompletableFuture是Java并发编程中一种非常有用的工具，它可以帮助我们更加便捷地处理异步任务。通过使用CompletableFuture，我们可以将异步编程变得更加简单、清晰和优雅。