1、死锁的概念
1.1、什么是死锁
我等待你，你等待他，他等待她，她等待我…这世界每个人都爱别人…
- 我们从资源占有的角度来分析，这段关系为什么看起来那么纠结…
在并发环境下，各进程因竞争资源而造成的一种互相等待对方手里的资源，导致各进程都阻塞，都无法向前推进的现象，就是 “死锁”。
- 发生死锁后若无外力干涉，这些进程都将无法向前推进。
1.2、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，无法向前推进的现象。
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。
- 比如：在短进程优先（
SPF）算法中，若有源源不断的短进程到来，则长进程将一直得不到处理机，从而发生长进程“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。有时是因为程序逻辑 bug 导致的，有时是程序员故意设计的。
| 相同点 | 不同点 | |
|---|---|---|
| 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。另外，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。发生饥饿的进程既可能是阻塞态(如长期得不到需要的 I/O 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。 |
1.3、死锁产生的必要条件
产生死锁必须同时满足一下四个条件，只要其中任一条件不成立，死锁就不会发生。
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）。
- 像内存、扬声器这样可以同时让多个进程使用的资源是不会导致死锁的（因为进程不用阻塞等待这种资源）。
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。
- 例如：哲学家进程问题中，若每一个哲学家都持有一只筷子，则需要等待某一个哲学家释放该筷子，而不是强行夺走筷子
请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，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。
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。
注意！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。
1.4、什么时候会发生死锁
① 对系统资源的竞争。各进程对不可剥夺的资源（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。
- 例如，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。
- 如生产者-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）
总之，对不可剥夺资源的不合理分配，可能导致死锁。
1.5、死锁的处理策略
预防死锁。
- 破坏死锁产生的四个必要条件中的一个或几个。
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)
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，然后采取某种措施解除死锁。
1.6、整体框架
