当前位置：首页 > news >正文

死锁的概念 ⚠️

news 2025/7/13 6:08:51

1. 死锁的定义

死锁：多个进程因循环等待对方占有的资源而陷入的僵局，若无外力干预，进程将永远无法推进。

核心特征：

相互等待：每个进程都在等待其他进程释放资源。
不可推进：无外力时，所有进程均阻塞。

生活实例：两座桥两端的汽车互不相让，都占用部分桥面并等待对方后退。
计算机实例：进程P1占用输入设备并请求打印机，进程P2占用打印机并请求输入设备，二者循环等待。

2. 死锁与饥饿的区别

对比项	死锁	饥饿
进程数量	至少2个进程（循环等待）。	可仅1个进程（长期得不到资源）。
进程状态	均处于阻塞态（等待资源）。	可处于就绪态（如CPU饥饿）或阻塞态（如I/O饥饿）。
本质原因	循环等待资源（4个必要条件同时满足）。	资源分配策略不公平（如优先级低、短作业优先导致长作业长期等待）。
是否可恢复	需外力干预（如杀死进程、剥夺资源）。	可能自动恢复（如高优先级进程完成，低优先级进程获得资源）。

3. 死锁产生的原因

（1）资源竞争

不可剥夺资源（如打印机、磁带机）：数量有限，多个进程争夺时易导致死锁。
可剥夺资源（如CPU、内存）：不会导致死锁（可强行剥夺）。

（2）进程推进顺序非法

请求/释放资源的顺序不当（如循环请求对方已占资源）。
信号量使用错误（如进程相互等待对方发送消息）。

4. 死锁产生的4个必要条件（缺一不可）

互斥条件：资源只能被一个进程独占（如打印机）。
不可剥夺条件：资源一旦分配，只能主动释放（不可强行夺走）。
请求并保持条件：进程占有部分资源，又请求新资源而阻塞，且不释放已占资源。
循环等待条件：存在进程-资源循环等待链（如P1等待P2的资源，P2等待P1的资源）。

关键：破坏任一条件即可预防死锁。

5. 死锁的处理策略

策略	核心思想	优点	缺点
死锁预防	破坏4个必要条件之一（如资源预分配、可剥夺资源）。	实现简单，系统不会发生死锁。	资源利用率低，限制进程灵活性（如预分配导致资源浪费）。
死锁避免	动态检查资源分配安全性，避免进入“不安全状态”（如银行家算法）。	资源利用率较高，允许动态分配。	实现复杂（需实时计算安全性），仅适用于可预测资源需求的场景。
死锁检测与解除	允许死锁发生，通过检测算法发现死锁，再通过撤销进程或剥夺资源解除。	资源利用率最高，限制最少。	检测和解除死锁需额外开销，可能导致部分进程被强行终止。

核心考点 📌

死锁的4个必要条件：互斥、不可剥夺、请求并保持、循环等待（需能举例区分）。
死锁与饥饿的差异：死锁是循环等待（多进程阻塞），饥饿是长期等待（单进程可能就绪）。
死锁处理策略的对比：预防（破坏条件）、避免（安全检查）、检测解除（允许发生后处理）。

总结

死锁是指多个进程因循环等待资源而陷入僵局，其四大必要条件为互斥、不可剥夺、请求并保持、循环等待。与饥饿不同，死锁涉及多进程相互阻塞，而饥饿是单进程长期得不到资源。死锁处理策略包括预防（破坏条件）、避免（银行家算法）及检测解除（事后恢复），需权衡资源利用率与系统开销。核心在于理解死锁的本质及应对方法的适用场景。