理解操作系统：死锁条件与避免策略

"操作系统概念第七版7-9章课后题答案(中文版)归纳.pdf" 在操作系统中，死锁是一个关键的概念，特别是在多任务和并发执行的环境中。本资源探讨了死锁的四个必要条件及其应用实例，同时也提出了避免死锁的一些策略。 1. 死锁的四个必要条件： - 互斥: 某些资源一次只能由一个进程使用，例如在图7.1的交通死锁中，每条道路的某一段只能有一辆车占用。 - 占有并等待: 进程已经占有至少一个资源但还需要其他资源才能继续执行，就像汽车占据了当前位置但需要前方空位才能前进。 - 非抢占: 已分配给进程的资源不能被强制剥夺，车辆不能被强制离开其当前位置。 - 循环等待: 存在一个进程集合，每个进程都在等待下一个进程所持有的资源，形成一个循环等待链。 2. 避免死锁的策略： - 在交通死锁的例子中，避免方法是规定汽车不得进入会导致交叉的路口，确保无交叉路径，从而消除循环等待。 - 对于哲学家进餐问题，可以通过以下方式避免死锁： - 共享筷子，允许部分使用。 - 哲学家放弃已持有一只筷子，如果无法获取另一只。 - 强制抢占长时间未使用的筷子。 - 编号筷子，始终先获取编号较低的筷子。 3. 资源分配策略——遏制法： 引入一个优先级最高的对象F，所有其他资源的获取都需先获得F的锁。虽然这可以防止循环等待，但可能导致更大的锁粒度，降低系统的并发性。 4. 循环等待与死锁避免方法的比较： - 运行费用：死锁避免方法通常需要跟踪当前资源分配，导致更高的计算成本，而循环等待预防方法相对较简单。 - 系统吞吐量：死锁避免方法可能会牺牲一些系统性能，因为它们可能限制了资源的分配策略以防止死锁，但能提供更高的系统稳定性和安全性。 通过理解这些概念和策略，操作系统设计者能够更好地管理和预防死锁，保证系统的高效和稳定运行。死锁是并发控制中的一个复杂问题，有效的解决方案需要在安全性与效率之间找到平衡。