死鎖：

死鎖產生的現場：當A進程P S2信號量而B進程P S1信號量時就會產生死鎖，因為S2信號量需要B進程釋放，而S1信號量需要A進程釋放，因此兩個進程都在等相互的資源，造成死鎖。

?死鎖產生的條件：

互斥條件：進程要求對所分配的資源進行排它性控制，即在一段時間內某資源僅為一進程所占用。（信號量s1 s2為互斥的信號量，只能被一個進程占用）

請求和保持條件：當進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。（A進程在獲取s2阻塞時，一直占用s1）

不可剝奪條件：進程已獲得的資源在未使用完之前，不能剝奪，只能在使用完時由自己釋放。（s1只能由A進程釋放，s2只能由B進程釋放）

環路等待條件：在發生死鎖時，必然存在一個進程--資源的環形鏈。（A B 進程都是環形鏈路）

避免死鎖的算法：

銀行家算法是避免死鎖的一種重要方法，防止死鎖的機構只能確保上述四個條件之一不出現，則系統就不會發生死鎖。通過這個算法可以用來解決生活中的實際問題，如銀行貸款等。

程序實現思路銀行家算法顧名思義是來源于銀行的借貸業務，一定數量的本金要應多個客戶的借貸周轉，為了防止銀行加資金無法周轉而倒閉，對每一筆貸款，必須 考察其是否能限期歸還。在操作系統中研究資源分配策略時也有類似問題，系統中有限的資源要供多個進程使用，必須保證得到的資源的進程能在有限的時間內歸還 資源，以供其他進程使用資源。如果資源分配不得到就會發生進程循環等待資源，則進程都無法繼續執行下去的死鎖現象。
把一個進程需要和已占有資源的情況記錄在進程控制中，假定進程控制塊PCB其中“狀態”有就緒態、等待態和完成態。當進程在處于等待態時，表示系統不能滿 足該進程當前的資源申請?！百Y源需求總量”表示進程在整個執行過程中總共要申請的資源量。顯然，，每個進程的資源需求總量不能超過系統擁有的資源總 數,?銀行算法進行資源分配可以避免死鎖.
?
一．程序流程圖：
1.初始化算法流程圖：

2．銀行家算法流程圖：

?3.安全性算法流程圖：

二．銀行家算法設計:
1．設進程i提出請求Request[n]，則銀行家算法按如下規則進行判斷。
(1)如果Request[n]>Need[i，n]，則報錯返回。
(2)如果Request[n]>Available，則進程i進入等待資源狀態，返回。
(3)假設進程i的申請已獲批準，于是修改系統狀態：
????Available=Available-Request
????Allocation=Allocation+Request
????Need=Need-Request
(4)系統執行安全性檢查，如安全，則分配成立；否則試探險性分配作廢，系統恢復原狀，進程等待。
2．安全性檢查
(1)設置兩個工作向量Work=Available；Finish =False
(2)從進程集合中找到一個滿足下述條件的進程，
???Finish?=False
???Need<=Work
???如找到，執行(3)；否則，執行(4)
(3)設進程獲得資源，可順利執行，直至完成，從而釋放資源。
????Work=Work+Allocation
????Finish=True
????GO?TO?2
(4)如所有的進程Finish =true，則表示安全；否則系統不安全。
3．數據結構
假設有M個進程N類資源，則有如下數據結構:
#define?W?10
#define?R?20
int?A?;??????????????????????//總進程數
int?B?;?????????????????????//資源種類
int?ALL_RESOURCE[W];????????//各種資源的數目總和
int?MAX[W] ;?????????????//M個進程對N類資源最大資源需求量
int?AVAILABLE ;??????????//系統可用資源數
int?ALLOCATION[W] ;??????//M個進程已經得到N類資源的資源量
int?NEED[W] ;????????????//M個進程還需要N類資源的資源量
int?Request ;????????????//請求資源個數
5.4主要函數說明
void?showdata();???????????//主要用來輸出資源分配情況
void?changdata(int);???????//主要用來輸出資源分配后后的情況
void?rstordata(int);???????//用來恢復資源分配情況,如:銀行家算法時,由于分配不安全則要恢復資源分配情況
int?chkerr(int);???????????//銀行家分配算法的安全檢查
void?bank()???;?????????????//銀行家算法
銀行家算法的課程設計（二)VC++6.02008-01-28?15:29源程序
數據結構分析：
假設有M個進程N類資源，則有如下數據結構:
#define?W?10
#define?R?20
int?A?;??????????????????????//總進程數
int?B?;?????????????????????//資源種類
int?ALL_RESOURCE[W];????????//各種資源的數目總和
int?MAX[W] ;?????????????//M個進程對N類資源最大資源需求量
int?AVAILABLE ;??????????//系統可用資源數
int?ALLOCATION[W] ;??????//M個進程已經得到N類資源的資源量
int?NEED[W] ;????????????//M個進程還需要N類資源的資源量
int?Request ;????????????//請求資源個數
第3章???程序清單#include?<iostream>
using?namespace?std;
#define?MAXPROCESS?50????????????????????????/*最大進程數*/
#define?MAXRESOURCE?100????????????????????????/*最大資源數*/
int?AVAILABLE[MAXRESOURCE];????????????????????/*可用資源數組*/
int?MAX[MAXPROCESS][MAXRESOURCE];????????????/*最大需求矩陣*/
int?ALLOCATION[MAXPROCESS][MAXRESOURCE];????/*分配矩陣*/
int?NEED[MAXPROCESS][MAXRESOURCE];????????????/*需求矩陣*/
int?REQUEST[MAXPROCESS][MAXRESOURCE];????????/*進程需要資源數*/
bool?FINISH[MAXPROCESS];????????????????????????/*系統是否有足夠的資源分配*/
int?p[MAXPROCESS];?????????????????????????????/*記錄序列*/
int?m,n;????????????????????????????????????/*m個進程,n個資源*/
void?Init();
bool?Safe();
void?Bank();
int?main()
{
????Init();
????Safe();
????Bank();
}
void?Init()????????????????/*初始化算法*/
{
????int?i,j;
????cout<<"\t---------------------------------------------------"<<endl;
????cout<<"\t||???????????????????????????????????????????????||"<<endl;
????cout<<"\t||?????????????????銀行家算法????????????????????||"<<endl;
????cout<<"\t||???????????????????????????????????????????????||"<<endl;
????cout<<"\t||?????????????????????????????計科04151??李宏???||"<<endl;
????cout<<"\t||???????????????????????????????????????????????||"<<endl;
????cout<<"\t||??????????????????????????????????0415084211???||"<<endl;
????cout<<"\t---------------------------------------------------"<<endl;
????cout<<"請輸入進程的數目:";
????cin>>m;
????cout<<"請輸入資源的種類:";
????cin>>n;
????cout<<"請輸入每個進程最多所需的各資源數,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩陣輸入"<<endl;
????for(i=0;i<m;i++)
????for(j=0;j<n;j++)
????cin>>MAX[j];
????cout<<"請輸入每個進程已分配的各資源數,也按照"<<m<<"x"<<n<<"矩陣輸入"<<endl;
????for(i=0;i<m;i++)
????{
????????for(j=0;j<n;j++)
????????{
????????????cin>>ALLOCATION[j];
????????????NEED[j]=MAX[j]-ALLOCATION[j];
????????????if(NEED[j]<0)
????????????{
????????????????cout<<"您輸入的第"<<i+1<<"個進程所擁有的第"<<j+1<<"個資源數錯誤,請重新輸入:"<<endl;
????????????????j--;
????????????????continue;
????????????}
????????}
????}
????cout<<"請輸入各個資源現有的數目:"<<endl;
????for(i=0;i<n;i++)
????{
????????cin>>AVAILABLE;
????}
}
void?Bank()????????????????/*銀行家算法*/
{
????int?i,cusneed;
????char?again;
????while(1)
????{
????????cout<<"請輸入要申請資源的進程號(注:第1個進程號為0,依次類推)"<<endl;
????????cin>>cusneed;
????????cout<<"請輸入進程所請求的各資源的數量"<<endl;
????????for(i=0;i<n;i++)
????????{
????????????cin>>REQUEST[cusneed];
????????}
????????for(i=0;i<n;i++)
????????{
????????????if(REQUEST[cusneed]>NEED[cusneed])
????????????{
????????????????cout<<"您輸入的請求數超過進程的需求量!請重新輸入!"<<endl;
????????????????continue;
????????????}
????????????if(REQUEST[cusneed]>AVAILABLE)
????????????{
????????????????cout<<"您輸入的請求數超過系統有的資源數!請重新輸入!"<<endl;
????????????????continue;
????????????}
????????}
????????for(i=0;i<n;i++)
????????{
????????????AVAILABLE-=REQUEST[cusneed];
????????????ALLOCATION[cusneed]+=REQUEST[cusneed];
????????????NEED[cusneed]-=REQUEST[cusneed];
????????}
????????if(Safe())
????????{
????????????cout<<"同意分配請求!"<<endl;
????????}
????????else
????????{
????????????cout<<"您的請求被拒絕!"<<endl;
????????????for(i=0;i<n;i++)
????????????{
????????????????AVAILABLE+=REQUEST[cusneed];
????????????????ALLOCATION[cusneed]-=REQUEST[cusneed];
????????????????NEED[cusneed]+=REQUEST[cusneed];
????????????}
????????}
????????for(i=0;i<m;i++)
????????{
????????????FINISH=false;
????????}
????????cout<<"您還想再次請求分配嗎?是請按y/Y,否請按其它鍵"<<endl;
????????cin>>again;
????????if(again=='y'||again=='Y')
????????{
????????????continue;
????????}
????????break;
????????}
}
bool?Safe()????????????????????????????????????/*安全性算法*/
{
????int?i,j,k,l=0;
????int?Work[MAXRESOURCE];????????????????????/*工作數組*/
????for(i=0;i<n;i++)
????Work=AVAILABLE;
????for(i=0;i<m;i++)
????{
????????FINISH=false;
????}
????for(i=0;i<m;i++)
????{????
????????if(FINISH==true)
????????{
????????????continue;
????????}
????????else
????????{
????????????for(j=0;j<n;j++)
????????????{
????????????????if(NEED[j]>Work[j])
????????????????{
????????????????????break;
????????????????}
????????????}
????????????if(j==n)
????????????{?
????????????????FINISH=true;
????????????????for(k=0;k<n;k++)
????????????????{
????????????????????Work[k]+=ALLOCATION[k];
????????????????}
????????????????p[l++]=i;
????????????????i=-1;
????????????}
????????????else
????????????{
????????????????continue;?
????????????}
????????}
????????if(l==m)
????????{
????????????cout<<"系統是安全的"<<endl;
????????????cout<<"安全序列:"<<endl;
????????????for(i=0;i<l;i++)
????????????{
????????????????cout<<p;
????????????????if(i!=l-1)
????????????????{
????????????????????cout<<"-->";
????????????????}
????????????}
????????????cout<<""<<endl;
????????????return?true;
????????}
????}
????cout<<"系統是不安全的"<<endl;
????return?false;
}?
輸出數據

銀行家算法的模擬實現”是本學期操作系統課程唯一的課程設計。在設計此程序的過程中，我遇到過許多問題，也學到了很多東西。本程序的設計實現主要是用 C++語言實現，通過對程序算法的設計優化、輸出顯示的格式設計、輸入過程中的異常處理等一些設計過程中的問題的考慮解決，在C++學習上也有了很大的進 步。程序設計過程中開始遇到的最大的問題是算法的結構設計問題，課本上只給了設計要求及簡單的算法，要真正實現還需要考慮很多方面。在算法的數據結構設計 上考慮了很長時間。在程序設計中先后參考了很多網絡資料，也參考了一些別人寫的的程序，綜合這些算法思想和自己的思路對程序做了很好的設計方式，對一些算 法的優越性等也作了一些考慮。此外考慮最多的就是異常錯誤處理的設計。一個好的程序必須能在各種環境下都有其相應的處理方式，至少能應對一些常見的可能發 生的錯誤。比如一般的要求輸入為數字時，如果輸入了一個非數字字符，程序就會立即出錯無法繼續運行，本程序針對這個問題設計了一個shuzi();函數進 行處理，處理方式為：接受鍵盤輸入的字符為字符串，然后對字符串的每個字符進行判斷是否為數字，如果有非數字字符出現則提示出錯并要求重新輸入。又如在判 斷是否繼續時要求輸入Y/N時，按一般的方式，如果輸入為多個字符，則多余的字符會保存在緩沖區，到下次要求輸入時輸入而導致出錯，對此問題設計處理方式 為接受輸入字符保存為串然后只取其首字符進行判斷。還有很多類似的錯誤處理。還有在設置程序的顯示優化時，發現暫停函數在不同的情況下執行順序不同，如此 等等。在課程設計過程中遇到了許多問題，也向同宿舍的同學做了一些請教一起討論，也因此從他們身上學到了許多東西。

轉載于:https://www.cnblogs.com/quchengfeng/p/4939940.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的银行家算法：解决多线程死锁问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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