操作系統(tǒng)銀行家算法原理與實現(xiàn)

　　操作系統(tǒng)中死鎖會導致我們進程的堵塞從而電腦死機等情況出現(xiàn)，我們是可以通過銀行家算法避免的，具體怎么實現(xiàn)呢。下面由學習啦小編為大家整理了操作系統(tǒng)的死鎖銀行家算法的相關(guān)知識，希望對大家有幫助!

　　操作系統(tǒng)死鎖銀行家算法詳解

　　死鎖既然不好，我們就可以利用銀行家算法避免死鎖。

　　1.安全性算法

　　系統(tǒng)所執(zhí)行的安全性算法可描述如下：

　　(1) 設置兩個向量：

　　① 工作向量Work，它表示系統(tǒng)可提供給進程繼續(xù)運行所需的各類資源數(shù)目，它含有m個元素，在執(zhí)行安全算法開始時，Work:=Available。

　　② Finish，它表示系統(tǒng)是否有足夠的資源分配給進程，使之運行完成。開始時先做Finish[i]:=false;當有足夠資源分配給進程時，再令Finish[i]:=true。

　　(2) 從進程集合中找到一個能滿足下述條件的進程：

　　① Finish[i]=false;

　　② Need[i,j]≤Work[j];若找到，執(zhí)行步驟(3)，否則，執(zhí)行步驟(4)。

　　(3) 當進程Pi獲得資源后，可順利執(zhí)行，直至完成，并釋放出分配給它的資源，故應執(zhí)行：

　　Work[j]:= Work[j]+Allocation[i,j];

　　Finish[i]:=true;

　　go to step (2);

　　(4) 如果所有進程的Finish[i]=true都滿足，則表示系統(tǒng)處于安全狀態(tài);否則，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。

　　2.銀行家算法中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　(1) 可利用資源向量Available。這是一個含有m個元素的數(shù)組，其中的每一個元素代表一類可利用的資源數(shù)目，其初始值是系統(tǒng)中所配置的該類全部可用資源的數(shù)目，其數(shù)值隨該類資源的分配和回收而動態(tài)地改變。如果Available[j]=K，則表示系統(tǒng)中現(xiàn)有Rj類資源K個。

　　(2) 最大需求矩陣Max。這是一個n×m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中n個進程中的每一個進程對m類資源的最大需求。如果Max[i,j]=K，則表示進程i需要Rj類資源的最大數(shù)目為K。

　　(3) 分配矩陣Allocation。這也是一個n×m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中每一類資源當前已分配給每一進程的資源數(shù)。如果Allocation[i,j]=K，則表示進程i當前已分得R j類資源的數(shù)目為K。

　　(4) 需求矩陣Need。這也是一個n×m的矩陣，用以表示每一個進程尚需的各類資源數(shù)。如果Need[i,j]=K，則表示進程i還需要R j類資源K個，方能完成其任務。

　　上述三個矩陣間存在下述關(guān)系：

　　Need[i, j]=Max[i, j]-Allocation[i, j]

　　3.銀行家算法

　　設Request i是進程Pi的請求向量，如果Request i[j]=K，表示進程P i需要K個R j類型的資源。當P i發(fā)出資源請求后，系統(tǒng)按下述步驟進行檢查：

　　(1) 如果Request i[j]≤Need[i,j]，便轉(zhuǎn)向步驟(2);否則認為出錯，因為它所需要的資源數(shù)已超過它所宣布的最大值。

　　(2) 如果Request i[j]≤Available[j]，便轉(zhuǎn)向步驟(3);否則，表示尚無足夠資源，Pi須等待。

　　(3) 系統(tǒng)試探著把資源分配給進程P i，并修改下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值：

　　Available[j]:= Available[j]-Request i[j];

　　Allocation[i,j]:= Allocation[i,j]+Request i[j];

　　Need[i,j]:= Need[i,j]-Request i[j];

　　(4) 系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法，檢查此次資源分配后系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。若安全，才正式將資源分配給進程Pi，以完成本次分配;否則，將本次的試探分配作廢，恢復原來的資源分配狀態(tài)，讓進程Pi等待。