操作系统知识速记：死锁

什么是死锁？

死锁是指两个或多个进程因争夺资源而造成的一种相互等待的状态，进程间形成循环等待，导致所有进程均无法继续执行。通常情况下，死锁的发生有以下四个必要条件：

1. 互斥条件：资源不能被多个进程同时占用。
2. 持有并等待：已获得资源的进程在等待申请其他资源。
3. 不抢占：已经分配给进程的资源在其使用完之前，不能被其他进程强行抢占。
4. 循环等待：进程形成一个环形链，每个进程等待下一个进程所持有的资源。

死锁实例

考虑一个简单的例子，我们有两个进程 P1 和 P2，以及两个资源 A 和 B：

1. P1 持有资源 A，并等待资源 B。
2. P2 持有资源 B，并等待资源 A。

在这种情况下，P1 和 P2 都在等待对方释放资源，导致停滞不前，形成死锁状态。

如何避免死锁？

死锁可以通过多种策略来避免，下面介绍几种常见的方法：

1. 资源分配图法

使用资源分配图监控系统资源的分配情况，保证在分配资源后，系统不会进入不安全状态。具体做法是：每次资源请求后，检查分配后是否会形成环路。

2. 银行家算法

银行家算法是处理多个进程的资源分配的一种算法，由 Edsger Dijkstra 提出的。系统在分配资源时先进行安全性检查，确保在任何资源请求后，系统都处于安全状态。只有安全性校验通过后，才允许分配资源。

3. 有序资源请求

规定所有资源的请求顺序，进程在请求资源时必须按照规定的顺序进行，避免形成循环等待。例如，进程必须先请求资源 A 然后请求资源 B。

4. 预防策略

通过破坏死锁的四个必要条件中的至少一个条件来避免死锁。例如，允许进程在请求资源时释放已持有的资源，或者使每个进程在运行之前预先申请所有所需资源。