处理机调度与死锁：破坏循环等待条件与预防策略

"破坏‘循环等待’条件是操作系统防止死锁的一种策略，通过采用资源有序分配策略来实现。这种方法要求系统中的所有资源预先编号，并且进程必须按照编号递增的顺序申请资源，从而避免循环等待的发生。然而，这种方法也存在一些缺点，包括资源编号的合理性难以确保、限制了用户的编程自由度以及对系统资源扩展的不适应性。死锁是多个进程因争夺资源而形成的僵持状态，至少涉及两个占有资源并等待其他进程释放资源的进程。死锁产生的原因包括资源竞争和进程推进顺序不当。产生死锁的四个必要条件是互斥条件、请求和保持条件、不可抢占条件和循环等待条件。处理死锁的方法包括预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁。预防死锁主要是破坏四个必要条件之一，以防止死锁的发生。" 详细解释: 死锁是多道程序设计中一个严重的问题，它发生在一组进程中，每个进程都在等待另一个进程释放资源，从而形成一个无法解开的循环等待链。为了解决这个问题，操作系统可以采取预防措施，例如破坏"循环等待"条件。 资源有序分配策略是一种预防死锁的手段，它要求系统为所有资源预先设定编号，比如从1到N，进程在申请资源时必须遵循编号从小到大的顺序。这样，如果进程P1持有资源1并请求资源2，而进程P2持有资源2并请求资源1，由于它们无法交换资源，因此不会形成循环等待。然而，这种方法的局限性在于资源编号不易合理分配，可能限制了用户灵活编程，并且当系统添加新的资源类型时，需要重新调整编号。 死锁的四个必要条件是： 1. **互斥条件**：资源在同一时刻只能被一个进程使用。 2. **请求和保持条件**：一个进程已经占有至少一个资源，同时又请求新的资源。 3. **不可抢占条件**：进程已经占有的资源不能被其他进程强制夺走，除非进程自己释放。 4. **循环等待条件**：存在一个进程循环链，每个进程都在等待链中下一个进程持有的资源。 处理死锁的方法包括： 1. **预防死锁**：通过修改系统或进程行为，确保四个必要条件中的一个不成立，从而避免死锁。 2. **避免死锁**：在资源分配时，使用某种算法来保证不会进入死锁状态。 3. **检测死锁**：通过系统监控，定期检查是否存在死锁状态。 4. **解除死锁**：发现死锁后，通过撤销或挂起进程，释放资源来解除死锁。 理解这些概念对于理解和设计有效的操作系统调度策略至关重要，因为死锁不仅浪费系统资源，还可能导致系统性能下降甚至崩溃。因此，操作系统设计者需要仔细考虑如何预防、检测和处理死锁，以确保系统的稳定性和效率。