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什么是死锁

进程死锁、饥饿、死循环的区别

死锁产生的必要条件

什么时候会发生死锁

死锁的处理策略

本节思维导图

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什么是死锁

每一个人都占有一个资源，同时又在等待另一个人手里的资源

进程死锁、饥饿、死循环的区别

死锁：各进程互相等待对方手里的资源，导致各进程都阻塞，无法向前推进

饥饿：由于长期得不到想要的资源，某进程无法向前推进的现象（在段进程优先SPF算法中，若有源源不断的段进程到来，则长进程将一直得不到处理机，从而长进程“饥饿”）

死循环：某进程执行过程中一直跳不出某个循环的现象（程序逻辑bug造成或程序员故意设计的）

	共同点	区别
死锁	都是进程无法顺利向前推进的现象（故意设计的死循环除外）	死锁一定是“循环等待对方手里的资源”导致的，因此如果有死锁现象，那至少有两个或两个以上的进程同时发生死锁，此外，发生死锁的进程一定处于阻塞态
饥饿		可能只有一个进程发生饥饿。发生饥饿的进程即可能是阻塞态（如长期得不到需要的IO设备），也可能是就绪态（长期得不到处理机）
死循环		可能只有一个进程发生死循环，死循环的进程可以上处理机运行（可以是运行态）只不过无法像期待的那样顺利推进。死锁和饥饿问题是由于操作系统分配资源的策略不合理导致的，而死循环是由代码逻辑的错误导致的，死锁和饥饿是管理者（操作系统）的问题，死循环是被管理者的问题

死锁产生的必要条件

产生死锁必须同时满足以下四个条件：

1. 互斥条件：只有对必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁（如哲学家的筷子、打印机设备而像内存、扬声器这样可以童话故事多个进程使用的资源是不会导致死锁的，因为进程不会阻塞等待这种资源）
2. 不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完之前，不能由其他进程强行夺走，只能主动释放
3. 请求和保持条件：进程已经持有了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但又对自己已有的资源保持不放
4. 循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中的每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求（当每一个哲学家都拿起了他们的左筷子后就会等待下一个哲学家放下自己的左筷子从而达到自己能拿起两支筷子的目的）

注意事项：

1、发生死锁时一定有循环等待，但是发生循环等待时未必死锁（循环等待是死锁的必要不充分条件，如果此时有一个神秘人可以为某一个哲学家提供筷子那么，该哲学家除了可以等待下一个哲学家放下筷子也可以等待该神秘人为自己提供筷子，从而达到自己能拿起两支筷子的目的）

2、如果同类资源数大于1，则即使有循环等待，也未必发生死锁。但如果系统中每类资源都只有一个，那循环等待就是死锁的充分必要条件了（比如有神秘人时）

什么时候会发生死锁

对不可剥夺资源的不合理分配，可能导致死锁：

1. 对系统资源的竞争：各进程会对不可剥夺的资源（如打印机）的竞争可能引起死锁，对可剥夺的资源（CPU）的竞争是不会引起死锁的
2. 进程推进顺序非法：请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致死锁（并发执行的进程P1、P2分别申请并占有了资源R1、R2，之后进程P1又紧接着申请资源R2，而进程P2又申请资源R1，两者会因为申请的资源被对方占有而阻塞，从而发生死锁）
3. 信号量的使用不当也会造成死锁（生产者-消费者问题中，如果实现互斥的P操作在实现同步的P操作之前，就有可能导致死锁，可以把互斥信号量、同步信号量也看做是一种抽象的系统资源）

死锁的处理策略

1. 预防死锁：破坏死锁产生的四个必要条件中的一个或几个
2. 避免死锁：用某种方法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁（银行家算法）
3. 死锁的检测和解除：允许死锁的发生，不过操作系统会负责检测出死锁的发生，然后采用某种措施解除死锁

本节思维导图

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