2.8 死锁

2.8.2 死锁概念及特征

　　计算机系统中有许多独占资源，它们在任一时刻都只能被一个进程使用，如磁带机、绘图仪等独占型外围设备，或进程表、临界区等软件资源。两个进程同时向一台打印机输出将导致一片混乱，两个进程同时进入临界区将导致数据错误乃至程序崩溃。正因为这些原因，所有操作系统都具有授权一个进程独立访问某一资源的能力。一个进程需要使用独占型资源必须通过以下的次序：
　　申请资源；
　　使用资源；
　　归还资源。
　　若申请时资源不可用，则申请进程等待。对于不同的独占资源，进程等待的方式是有差异的，如申请打印机资源、临界区资源时，申请失败将意味着阻塞申请进程；而申请打开文件资源时，申请失败将返回一个错误码，由申请进程等待一段时间之后重试。值得指出的是，不同的操作系统对于同一种资源采取的等待方式也是有差异的。
　　在许多应用中，一个进程需要独占访问不止一个资源，而操作系统允许多个进程并发执行共享系统资源时，此时可能会出现进程永远被阻塞的现象。例如，两个进程分别等待对方占有的一个资源，于是两者都不能执行而处于永远等待。这种现象称为“死锁”。
　　当若干个进程竞争使用资源时，如果每个进程都占有了一定的资源，又申请使用已被另一进程占用且不能抢占的资源，则所有这些进程都纷纷进入封锁状态，不能继续运行。这种情况称为死锁。这与交通阻塞有些类似，两股方向相反的车辆流都想通过已被对方占有的道路，结果双方都不能前进。显然，避免死锁的发生或限制它的作用范围是设计操作系统时应该注意的。
　　死锁的定义及其特征如下。
　　（1）定义
　　系统中两个或两个以上的进程无限期地等待永远不会发生的条件，系统处于一种停滞状态，这种情况称为死锁。
　　（2）死锁产生的原因
　　系统资源不足：系统缺少足够的资源供进程使用。
　　进程推进的顺序不合适：对互斥资源的共享与并发执行的顺序不当。
　　资源分配不当：有些进程资源太多，而有些资源则严重匮乏。
　　（3）产生死锁的四个必要条件
　　互斥条件：任一时刻只允许一个进程使用资源。
　　不剥夺条件：进程已经占用的资源，不会被强制剥夺。
　　请求和保持条件：进程在请求其余资源时，不主动释放已经占有的资源。
　　环路条件：环路中每一条边是进程在请求但被另一进程已经占有的资源。