C/C++实现银行家算法模拟死锁避免

"银行家算法是一种用于预防死锁的策略，通过模拟银行的贷款审批过程来确保系统的安全性。本实验要求使用C/C++语言实现银行家算法，模拟一个具有n个并发进程和m种资源的系统。实验目标是理解死锁产生的原因、条件以及处理方法，掌握银行家算法的原理和资源分配策略。实验中，进程可以动态申请和释放资源，系统根据进程的申请分配资源，采用银行家算法避免系统进入不安全状态。实验提示包括初始化进程的资源需求和分配信息，以及按照银行家算法的原则进行资源分配和检查。" 银行家算法是一种预防死锁的策略，它基于安全性检查来决定是否满足进程的资源请求。在操作系统中，死锁是指多个进程相互等待对方释放资源而无法继续执行的情况。银行家算法的核心思想是在分配资源时预测系统未来状态，以防止出现无法解决的资源竞争导致的死锁。 实验要求设计一个有n个并发进程和m种资源的系统，每个进程都有其最大资源需求和当前占用的资源。进程控制块包含进程名、状态、当前申请量、资源需求总量、已占资源量和能执行完标志。当进程申请资源时，系统首先检查剩余资源是否足以满足其请求。如果可以，系统会模拟分配资源，然后检查这种分配是否会导致系统进入安全状态。安全状态意味着系统能够保证每个进程最终都能完成，不会发生死锁。 在C/C++代码中，定义了矩阵MAX表示每个进程的最大需求，AVAILABLE表示当前可用资源，ALLOCATION表示已经分配给每个进程的资源，NEED表示每个进程还需要的资源。Request数组用于临时存储进程的请求。程序通过循环处理进程的资源申请，检查申请是否合法，并进行安全性检查。如果系统在模拟分配后仍然安全，那么真正的资源分配就会进行；否则，进程需要等待。 在实际执行中，用户输入要申请资源的进程编号和资源类型，系统会检查申请是否超出进程的最大需求和当前可用资源。如果超出，系统会给出错误提示并终止此次申请。如果申请合理但当前系统资源不足，进程也会被阻塞。通过反复迭代，系统会尝试找到一个安全序列，使得所有进程都能顺利完成。 银行家算法虽然理论上可以避免死锁，但在实际操作系统中并不常用，主要原因是它的开销较大，需要预先知道所有进程的资源需求，而在许多动态变化的系统中，这是难以预知的。此外，频繁的安全性检查也可能影响系统性能。然而，理解银行家算法对于学习死锁管理和资源分配策略具有重要意义。