作業系統中的死鎖

當兩個或多個程序需要某些資源才能完成執行，而這些資源卻被其他程序持有時，就會在作業系統中發生死鎖。

在上圖中，程序1擁有資源1，需要獲取資源2。同樣，程序2擁有資源2，需要獲取資源1。程序1和程序2處於死鎖狀態，因為它們都需要對方的資源才能完成執行，但兩者都不願意釋放其資源。

Coffman條件

如果四個Coffman條件都成立，則會發生死鎖。但這些條件並非相互排斥的。

Coffman條件如下：

• 互斥

  應該有一個資源，一次只能被一個程序持有。在下圖中，資源1只有一個例項，並且僅被程序1持有。

  
• 持有並等待

  一個程序可以持有多個資源，並且仍然可以向持有這些資源的其他程序請求更多資源。在下圖中，程序2持有資源2和資源3，並正在請求程序1持有的資源1。

  
• 不可搶佔

  不能強行從程序中搶佔資源。程序只能自願釋放資源。在下圖中，程序2無法從程序1搶佔資源1。只有在程序1完成執行後自願釋放資源1時，程序2才能獲得資源1。

  
• 迴圈等待

  一個程序正在等待第二個程序持有的資源，而第二個程序正在等待第三個程序持有的資源，以此類推，直到最後一個程序正在等待第一個程序持有的資源。這形成了一個迴圈鏈。例如：程序1被分配了資源2，並正在請求資源1。同樣，程序2被分配了資源1，並正在請求資源2。這形成了一個迴圈等待迴圈。

  

死鎖檢測

資源排程程式可以檢測死鎖，因為它會跟蹤分配給不同程序的所有資源。檢測到死鎖後，可以使用以下方法解決：

• 終止所有參與死鎖的程序。這不是一個好方法，因為所有程序已經完成的工作都將被破壞。
• 可以從某些程序中搶佔資源，並將其提供給其他程序，直到解決死鎖為止。

死鎖預防

在死鎖發生之前預防死鎖非常重要。因此，系統在執行每個事務之前都會檢查它，以確保它不會導致死鎖。如果即使有一點點可能性，一個事務將來可能會導致死鎖，那麼它將永遠不會被執行。

死鎖避免

最好避免死鎖，而不是在死鎖發生後採取措施。等待圖可用於避免死鎖。然而，這隻對較小的資料庫有用，因為它在較大的資料庫中可能會變得相當複雜。

David Meador

更新於：2023年9月10日

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