死鎖預(yù)防
預(yù)防死鎖的方法是破壞死鎖必要條件中的一個(gè)袁稽。由于互斥條件是由設(shè)備的固有特性決定的勿璃，如打印機(jī)等臨界資源只能互斥使用。故只能通過(guò)破壞其他條件來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)防死鎖：
1)破壞不剝奪條件
規(guī)定進(jìn)程逐個(gè)提出資源請(qǐng)求推汽。當(dāng)一個(gè)已經(jīng)保持某些資源的進(jìn)程再提出新資源請(qǐng)求而無(wú)法立刻被滿足時(shí)补疑，必須釋放它已經(jīng)保持了的所有資源，待將來(lái)需要時(shí)重新申請(qǐng)歹撒。進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中莲组，已占有的資源可能被暫時(shí)釋放，從而摒棄了“不剝奪”條件暖夭。
該策略實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較復(fù)雜锹杈，釋放已獲得的資源可能造成前一階段工作的失效撵孤，反復(fù)地申請(qǐng)和釋放資源會(huì)增加系統(tǒng)開(kāi)銷，降低系統(tǒng)吞吐量竭望。這種方法常用于狀態(tài)易于保存和恢復(fù)的資源邪码，如CPU的寄存器及內(nèi)存資源，一般不能用于打印機(jī)之類的資源咬清。
2) 破壞請(qǐng)求和保持條件
釆用預(yù)先靜態(tài)分配方法闭专，即進(jìn)程在運(yùn)行前一次申請(qǐng)完它所需要的全部資源，在它的資源未滿足前旧烧，不把它投入運(yùn)行影钉。一旦投入運(yùn)行后，這些資源就一直歸它所有掘剪，也不再提出其他資源請(qǐng)求平委，這樣就可以保證系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖。
這種方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單夺谁，但缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)廉赔，系統(tǒng)資源被嚴(yán)重浪費(fèi)，其中有些資源可能僅在運(yùn)行初期或運(yùn)行快結(jié)束時(shí)才使用予权，甚至根本不使用昂勉。而且還會(huì)導(dǎo)致“饑餓”現(xiàn)象，當(dāng)由于個(gè)別資源長(zhǎng)期被其他進(jìn)程占用時(shí)扫腺，將致使等待該資源的進(jìn)程遲遲不能開(kāi)始運(yùn)行岗照。
3) 破壞循環(huán)等待條件
為了破壞循環(huán)等待條件，可釆用順序資源分配法笆环。首先給系統(tǒng)中的資源編號(hào)攒至，規(guī)定每個(gè)進(jìn)程，必須按編號(hào)遞增的順序請(qǐng)求資源躁劣，同類資源一次申請(qǐng)完迫吐。也就是說(shuō)，只要進(jìn)程提出申請(qǐng)分配資源Ri账忘，則該進(jìn)程在以后的資源申請(qǐng)中志膀，只能申請(qǐng)編號(hào)大于Ri的資源。
這種方法存在的問(wèn)題是鳖擒，編號(hào)必須相對(duì)穩(wěn)定溉浙，這就限制了新類型設(shè)備的增加；盡管在為資源編號(hào)時(shí)已考慮到大多數(shù)作業(yè)實(shí)際使用這些資源的順序蒋荚，但也經(jīng)常會(huì)發(fā)生作業(yè)使甩資源的順序與系統(tǒng)規(guī)定順序不同的情況戳稽，造成資源的浪費(fèi)；此外期升，這種按規(guī)定次序申請(qǐng)資源的方法惊奇，也必然會(huì)給用戶的編程帶來(lái)麻煩互躬。
死鎖避免
避免死鎖同樣是屬于事先預(yù)防的策略，但并不是事先釆取某種限制措施破壞死鎖的必要條件颂郎，而是在資源動(dòng)態(tài)分配過(guò)程中吼渡，防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，以避免發(fā)生死鎖乓序。這種方法所施加的限制條件較弱诞吱，可以獲得較好的系統(tǒng)性能
1 系統(tǒng)安全狀態(tài)
避免死鎖同樣是屬于事先預(yù)防的策略，但并不是事先釆取某種限制措施破壞死鎖的必要條件竭缝，而是在資源動(dòng)態(tài)分配過(guò)程中，防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)沼瘫，以避免發(fā)生死鎖抬纸。這種方法所施加的限制條件較弱，可以獲得較好的系統(tǒng)性能耿戚。
所謂安全狀態(tài)湿故，是指系統(tǒng)能按某種進(jìn)程推進(jìn)順序( P1, P2, ..., Pn)，為每個(gè)進(jìn)程Pi分配其所需資源膜蛔，直至滿足每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的最大需求坛猪，使每個(gè)進(jìn)程都可順序地完成稳其。此時(shí)稱 P1, P2, ..., Pn 為安全序列毒费。如果系統(tǒng)無(wú)法找到一個(gè)安全序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)良拼。
并非所有的不安全狀態(tài)都是死鎖狀態(tài)呜呐，但當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)后就斤，便可能進(jìn)入死鎖狀態(tài)反之，只要系統(tǒng)處于安全狀態(tài)蘑辑，系統(tǒng)便可以避免進(jìn)入死鎖狀態(tài)洋机。
2 銀行家算法
銀行家算法是最著名的死鎖避免算法。它提出的思想是：把操作系統(tǒng)視為銀行家洋魂，操作系統(tǒng)管理的資源類比于銀行家管理的資金绷旗，進(jìn)程向操作系統(tǒng)請(qǐng)求分配資源相當(dāng)于用戶向銀行家貸款。操作系統(tǒng)按照銀行家制定的規(guī)則為進(jìn)程分配資源副砍。
2.1 分配過(guò)程描述
進(jìn)程首次申請(qǐng)資源時(shí)衔肢，要測(cè)試其對(duì)資源的最大需求量，若現(xiàn)存資源可滿足它的最大需求量則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源址晕，否則就推遲分配膀懈。
當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行中繼續(xù)申請(qǐng)資源時(shí)，先測(cè)試該進(jìn)程已占用的資源數(shù)與本次申請(qǐng)的資源數(shù)之和是否超過(guò)了該進(jìn)程對(duì)資源的最大需求量谨垃。若超過(guò)則拒絕分配資源启搂，若未超過(guò)則再測(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進(jìn)程尚需的最大資源量硼控，若能滿足則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則也要推遲分配胳赌。
2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述
可利用資源矢量Available：含有m個(gè)元素的數(shù)組牢撼，其中的每一個(gè)元素代表一類可用的資源數(shù)目。Available[j]=K疑苫，則表示系統(tǒng)中現(xiàn)有Rj類資源K個(gè)熏版。
最大需求矩陣Max：為n*m矩陣，定義了系統(tǒng)中n個(gè)進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程對(duì)m類資源的最大需求捍掺。Max[i, j]=K撼短，則表示進(jìn)程i需要Rj類資源的最大數(shù)目為K。
分配矩陣Allocation：為n*m矩陣挺勿，定義了系統(tǒng)中每一類資源當(dāng)前已分配給每一進(jìn)程的資源數(shù)曲横。Allocation[i, j]= K，則表示進(jìn)程i當(dāng)前已分得Rj類資源的數(shù)目為K不瓶。
需求矩陣Need：為n*m矩陣禾嫉，表示每個(gè)進(jìn)程尚需的各類資源數(shù)。Need[i, j]=K蚊丐，則表示進(jìn)程i還需要Rj類資源的數(shù)目為K熙参。
上述三個(gè)矩陣間存在下述關(guān)系：
Need[i, j] = Max[i, j] - Allocation[i, j]
2.3 銀行家算法描述
設(shè)Requesti是進(jìn)程Pi的請(qǐng)求矢量，如果Requesti[j] = K麦备，表示進(jìn)程Pi需要Rj類資源K個(gè)孽椰。當(dāng)Pi發(fā)出資源請(qǐng)求后，系統(tǒng)按下述步驟進(jìn)行檢查：
①如果Requesti[j] <= Need[i, j]凛篙，便轉(zhuǎn)向步驟②弄屡；否則認(rèn)為出錯(cuò)，因?yàn)樗枰馁Y源數(shù)已超過(guò)它所宣布的最大值鞋诗。
②如果Requesti[j] <= Available[j]膀捷，便轉(zhuǎn)向步驟③;否則，表示尚無(wú)足夠資源全庸，Pi須等待。
③系統(tǒng)試探著把資源分配給進(jìn)程Pi融痛，并修改下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值：
Available[j] = Available[j] - Requesti[j];
Allocation[i, j] = Allocation[i, j] + Requesti[ j];
Need[i, j] = Need[i, j] - Requesti[j];
④系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法，檢查此次資源分配后雁刷，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(jìn)程Pi责语，以完成本次分配炮障；否則，將本次的試探分配作廢坤候，恢復(fù)原來(lái)的資源分配狀態(tài)，讓進(jìn)程Pi等待白筹。
2.4 安全性算法
①設(shè)置兩個(gè)矢量。工作矢量Work：表示系統(tǒng)可提供給進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行所需的各類資源數(shù)目徒河，它含有所個(gè)元素系馆，在執(zhí)行安全算法開(kāi)始時(shí)，Work=Available; Finish：它表示系統(tǒng)是否有足夠的資源分配給進(jìn)程顽照，使之運(yùn)行完成它呀。開(kāi)始時(shí) Finish[i]=false棒厘；當(dāng)有足夠資源分配給進(jìn)程 Pi 時(shí)，再令 Finish[i]=true奢人。
②從進(jìn)程集合中找到一個(gè)能滿足下述條件的進(jìn)程：Finish[i]=false; Need[i, j]<=Work[j]; 若找到，執(zhí)行下一步驟淆院，否則，執(zhí)行步驟4土辩。
③當(dāng)進(jìn)程Pi獲得資源后，可順利執(zhí)行拷淘，直至完成，并釋放出分配給它的資源启涯，故應(yīng)執(zhí)行：
Work[j]=Work[j]+Allocation[i, j];
Finish[i]=true;
go to step <2>;
④如果所有進(jìn)程的Finish[i]=tme都滿足，則表示系統(tǒng)處于安全狀態(tài)结洼；否則，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)松忍。
