银行家算法

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http://huachao1001.github.io/article.html?CU6rpBBP


1. 介绍

银行家算法是最著名的死锁避免算法。当进程首次申请资源时,要测试该进程对资源的最大需求量,如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量时,则按当前的申请量分配资源,否则,推迟分配。

2. 数据结构

2.1 可利用资源矢量Avaiable

含有m个元素的数组,其中的每一个元素代表一类可用的资源数目。Available[j]=k,则表示系统中现有Rj类资源K个。

2.2 最大需求矩阵Max

为n×m矩阵,定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。Max[i,j]=K,则表示进程i需要Rj类资源最大数目为K

2.3 分配矩阵Allocation

为n×m矩阵,定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。Allocation[i,j]=K,则表示进程i当前已分配得Rj类资源的数目为K。

2.4 需求矩阵Need

为n×m矩阵,表示每个进程尚需的各类资源数,Need[i,j]=K,则表示进程i还需要Rj类资源数目为K

3. 银行家算法描述

3.1 银行家算法

设Request i是进程Pi的请求矢量,如果Request i[j]=K,表示进程Pi需要Rj类资源K个。当Pi发出资源请求后,系统按下述步骤进行检测:

  1. 如果Request i[j] ≤Need[i,j],便转向步骤2,否则认为出错,因为它所需的资源数超过了它所宣布的最大值。
  1. 如果Request i[j] ≤Available[i,j],便转向步骤3,否则,表示尚无足够资源,Pi须等待
  2. 系统试探着把资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值:
  • Available[j]=Availabe[j]-Request i[j]
  • Allocation[i,j]=Allocation[i,j]+Request i[j]
  • Need[i,j]=Need[i,j]-Request i[j]
  1. 系统执行安全性算法,检查此次资源分配后,系统是否处于安全状态。若安全,才正式将资源分配给进程Pi,以完成本次分配;否则,将本次试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程Pi等待。

3.2 安全性算法

  1. 设置两个矢量。
  • 工作矢量Work;它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目,它含有m个元素,在执行安全算法开始时,Work=Available;
  • Finish:它表示系统是否有足够的资源分配给进程,使之运行完成。开始时Finish[i]=false;当有足够资源分配给进程Pi时,再令Finish[i]=true;
  1. 从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程:
  • Finish[i]=false;
  • Need[i,j]=Work[j];

若找到,执行下一步骤,否则,执行步骤4。

  1. 当进程Pi获得资源后,可顺利执行,直至完成,并释放分配给它的资源,共应执行:
  • Work[j]=Work[j]+Allocation[i,j];
  • Finish[i]=true;
  • go to step (2)

4.如果所有进程的Finish[i]=true满足,则表示系统处于安全状态;否则系统处于不安全状态

4. 银行家算法示例

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