操作系统：理解死锁与饥饿现象

该资源是关于操作系统中死锁与饥饿问题的课件，重点讨论了死锁的概念、类型、条件以及防止和处理死锁的方法。其中包含了一个具体的i号哲学家放叉和取叉的问题，这是一经典的多线程同步问题，可能会导致死锁。 在操作系统中，死锁是指一组进程中的每个进程都在无限期等待其他进程所持有的资源，从而形成一种相互等待的状态，导致系统停滞不前。这种情况通常发生在多个进程对共享资源进行竞争时。例如，两个进程分别申请资源R1和R2，但顺序不同，即进程P1先申请R1再申请R2，而进程P2则先申请R2再申请R1，如果两个进程都成功获取了一个资源，然后尝试获取对方已持有的资源，就会形成死锁。 死锁的四个必要条件包括： 1. 资源互斥：每个资源在任何时刻只能被一个进程占用。 2. 不可抢占：一旦进程获得资源，就不能被强制剥夺。 3. 持有并等待：进程已经持有至少一个资源，同时还在等待其他的资源。 4. 循环等待：存在一个进程集合，它们形成一个环形链，每个进程都在等待链中下一个进程所持有的资源。 除了死锁，饥饿则是另一种问题，它指的是一个进程可能因为其他进程一直持有资源而不释放，导致该进程无法获取到必要的资源，即使它没有进入等待状态，也可能永远无法执行。 为了解决死锁，有四种主要策略： 1. 死锁预防：通过设定规则或协议，确保不会出现死锁的条件，如限制进程申请资源的顺序。 2. 死锁避免：运行时动态监测系统状态，避免进入不安全状态，拒绝可能导致死锁的资源申请。 3. 死锁检测：系统定期检查是否存在死锁，一旦发现，采取相应措施解除。 4. 死锁恢复：当检测到死锁时，可以通过回滚事务、杀死进程等方式恢复系统的正常运行。 课件中还提到了i号哲学家放叉和取叉的问题，这是多线程同步的经典案例，涉及到哲学家就餐问题。在这个问题中，每个哲学家需要两把叉子（资源）吃饭，如果相邻的两个哲学家同时拿起左边的叉子，就会形成死锁。通过适当的同步机制，如使用信号量（P、V操作），可以避免这种情况的发生。 死锁是操作系统中需要关注的重要问题，理解其概念、条件和处理方法对于设计高效、稳定的系统至关重要。