《非受查异常的死锁检测与修复》由会员分享，可在线阅读，更多相关《非受查异常的死锁检测与修复（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数智创新变革未来非受查异常的死锁检测与修复1.死锁的概念和类型1.非受查异常死锁的成因1.死锁检测方法1.死锁修复策略1.死锁检测和修复的成本1.死锁检测和修复的性能开销1.死锁的预防措施1.死锁处理的最佳实践Contents Page目录页 死锁的概念和类型非受非受查查异常的死异常的死锁检测锁检测与修复与修复死锁的概念和类型死锁的概念1.死锁是指两个或多个进程在执行过程中，由于竞争资源而造成的一种互相等待的现象，导致这些进程都无法继续执行。2.死锁通常发生在多个进程同时请求有限的资源，并且这些资源都被其他进程占用，导致进程无法获得所需的资源而陷入等待状态。3.死锁可以分为两类：静态死锁和动态
2、死锁。静态死锁是指在系统运行初期就存在的死锁，而动态死锁是指在系统运行过程中由于资源分配不当而导致的死锁。死锁的类型1.死锁可以根据其产生的原因和表现形式分为四大类：系统死锁、通信死锁、通道死锁和致命性死锁。2.系统死锁是指多个进程同时竞争多个资源，而这些资源都被其他进程占用，导致这些进程都无法继续执行。3.通信死锁是指两个或多个进程在进行通信时，由于相互等待对方发送消息而导致的死锁。4.通道死锁是指两个或多个进程在进行输入/输出操作时，由于竞争输入/输出设备而导致的死锁。5.致命性死锁是指两个或多个进程在运行过程中，由于竞争资源而导致的死锁，并且无法通过任何方式解决。非受查异常死锁的成因非受
3、非受查查异常的死异常的死锁检测锁检测与修复与修复非受查异常死锁的成因常见非受查异常死锁成因1.资源争用：当多个线程同时尝试获取相同的资源时，就会发生资源争用。如果这些线程都处于等待状态，并且没有其他线程可以释放这些资源，那么就会发生死锁。2.循环等待：当线程A等待线程B释放资源，而线程B又等待线程A释放资源时，就会发生循环等待。这种情况通常是由程序员在编写多线程程序时没有正确处理线程同步导致的。3.优先级反转：当低优先级的线程持有高优先级的线程所需的资源时，就会发生优先级反转。这种情况通常是由程序员在编写多线程程序时没有正确设置线程优先级导致的。非受查异常死锁的成因特殊非受查异常死锁成因1.自
4、旋锁反转：当一个线程在尝试获取自旋锁时，发现该锁已经被另一个线程持有，并且该线程也正在尝试获取该锁时，就会发生自旋锁反转。这种情况通常是由程序员在编写多线程程序时没有正确使用自旋锁导致的。2.死锁规避和死锁检测：-死锁规避：是指在程序运行过程中，主动检测是否有死锁的可能，并采取措施避免死锁的发生。-死锁检测：是指在程序运行过程中，检测是否发生了死锁，并采取措施解除死锁。3.预防死锁包括：-请求资源时，先释放持有的所有资源，然后再请求需要的资源。-按照某种顺序请求资源。-不允许一个进程在等待资源时，同时又占有其他资源。-剥夺和抢占机制：当一个进程死锁时，操作系统可以剥夺它所占有的资源，并将其分配
5、给其他进程。死锁检测方法非受非受查查异常的死异常的死锁检测锁检测与修复与修复死锁检测方法死锁的基本概念1.死锁的定义：死锁是指两个或多个进程因竞争资源而产生循环等待，导致所有进程都无法继续执行的情况。2.死锁的必要条件：死锁的发生需要具备四个必要条件：互斥条件、请求与保持条件、不可抢占条件和循环等待条件。3.死锁的危害：死锁会导致系统资源浪费，降低系统吞吐量，严重时甚至可能导致系统崩溃。死锁的预防方法1.银行家算法：银行家算法是一种通过分配和回收资源来防止死锁的算法。它要求系统在分配资源之前，必须确保系统中有足够的资源满足所有进程的请求。2.资源有序分配法：资源有序分配法是一种通过按顺序分配资
6、源来防止死锁的算法。它要求系统将资源按某种顺序分配给进程，以避免产生循环等待。3.超时法：超时法是一种通过给进程设置超时时间来防止死锁的算法。如果一个进程在超时时间内没有释放资源，则系统会强制回收该进程的资源。死锁检测方法死锁的检测方法1.资源分配图法：资源分配图法是一种通过绘制资源分配图来检测死锁的算法。它将系统中的资源和进程表示成节点，并将资源分配关系表示成边。如果在资源分配图中存在环，则说明系统中存在死锁。2.等待图法：等待图法是一种通过绘制等待图来检测死锁的算法。它将系统中的进程表示成节点，并将进程之间的等待关系表示成边。如果在等待图中存在环，则说明系统中存在死锁。3.线程状态检查法：
7、线程状态检查法是一种通过检查进程的线程状态来检测死锁的算法。它将进程的线程状态分为就绪、阻塞和等待三种。如果一个进程的所有线程都处于阻塞或等待状态，则说明该进程处于死锁状态。死锁的恢复方法1.进程回退法：进程回退法是一种通过回退一个或多个进程来恢复死锁的算法。它要求系统选择一个或多个进程，并将这些进程回退到之前的一个安全状态，以释放资源并打破死锁。2.资源剥夺法：资源剥夺法是一种通过剥夺一个或多个进程的资源来恢复死锁的算法。它要求系统选择一个或多个进程，并将这些进程的资源剥夺并分配给其他进程，以打破死锁。3.进程终止法：进程终止法是一种通过终止一个或多个进程来恢复死锁的算法。它要求系统选择一个
8、或多个进程，并强制终止这些进程，以释放资源并打破死锁。死锁检测方法死锁检测和恢复算法的性能比较1.资源分配图法和等待图法的检测效率较高，但它们的检测开销也较大。2.线程状态检查法的检测效率较低，但它的检测开销也较小。3.进程回退法和资源剥夺法的恢复效率较高，但它们对系统的性能影响较大。4.进程终止法的恢复效率较低，但它的对系统的性能影响也较小。死锁检测和恢复算法的研究进展1.近年来，研究人员提出了许多新的死锁检测和恢复算法，这些算法具有更高的效率和更小的开销。2.研究人员还提出了许多新的死锁预防方法，这些方法可以有效地防止死锁的发生。3.死锁检测和恢复算法的研究是一个活跃的研究领域，预计在未来
9、几年内将会有更多的研究成果涌现。死锁修复策略非受非受查查异常的死异常的死锁检测锁检测与修复与修复死锁修复策略死锁恢复策略：1.避免死锁：*分配资源前检查系统状态，避免资源分配导致死锁。*使用银行家算法等死锁预防算法。2.死锁检测：*发现系统处于死锁状态。*使用资源分配图、事件图等死锁检测算法。3.修复死锁：*终止一个或多个进程。*抢占一个或多个进程的资源。*回滚一个或多个进程的状态。死锁预防策略：1.银行家算法：*分配资源前检查系统状态，避免资源分配导致死锁。*死锁预防算法的典型代表。2.请求者信息算法：*每个进程在请求资源前申报其最大资源需求。*系统根据进程的申报信息和当前可用资源情况，决定
10、是否分配资源。3.时间戳算法：*为每个资源分配一个时间戳。*进程只能请求时间戳小于自己时间戳的资源。死锁修复策略死锁修复策略)：1.进程终止：*终止一个或多个死锁进程，释放其占用的资源。*常用的死锁修复策略之一。2.资源抢占：*抢占一个或多个死锁进程的资源，将其分配给其他进程。*比进程终止更激进的死锁修复策略。3.进程回滚：*将一个或多个死锁进程回滚到先前状态，释放其占用的资源。死锁检测和修复的成本非受非受查查异常的死异常的死锁检测锁检测与修复与修复死锁检测和修复的成本死锁检测的成本：1.死锁检测的频率：死锁检测的频率越高，检测的成本就越高，但检测的准确性也越高。2.死锁检测的范围：死锁检测的
11、范围越广，检测的成本就越高，但检测的准确性也越高。3.死锁检测的复杂度：死锁检测的算法越复杂，检测的成本就越高，但检测的准确性也越高。死锁修复的成本：1.死锁修复的方法：死锁修复的方法有很多种，不同方法的成本不同。2.死锁修复的代价：死锁修复的代价是指修复死锁所需要付出的代价，这包括时间代价、资源代价和经济代价等。死锁检测和修复的性能开销非受非受查查异常的死异常的死锁检测锁检测与修复与修复死锁检测和修复的性能开销死锁开销分类：1.死锁检测和修复是系统开销的重要组成部分，其开销大小直接影响系统的整体性能。2.死锁开销主要包括死锁检测开销和死锁修复开销。死锁检测开销是指系统用于检测死锁所消耗的时间
12、和资源开销。死锁修复开销是指系统用于修复死锁所消耗的时间和资源开销。3.死锁开销大小受多种因素影响，包括系统规模、并行度、资源竞争程度等。一般来说，系统规模越大、并行度越高、资源竞争程度越激烈，死锁开销就越大。影响死锁检测开销的因素：1.系统规模：系统规模越大，死锁检测开销就越大。这是因为系统规模越大，死锁检测需要检查的资源状态就越多，检测的复杂度也就越大。2.并行度：并行度越高，死锁检测开销就越大。这是因为并行度越高，系统中同时运行的进程数就越多，进程之间共享资源的可能性就越大，死锁发生的概率也就越大。3.资源竞争程度：资源竞争程度越高，死锁检测开销就越大。这是因为资源竞争程度越高，进程之间
13、争抢资源的冲突就越激烈，死锁发生的概率也就越大。死锁检测和修复的性能开销影响死锁修复开销的因素：1.死锁类型：死锁类型不同，死锁修复开销也不同。一般来说，简单死锁的修复开销较小，复杂死锁的修复开销较大。2.死锁规模：死锁规模越大，死锁修复开销就越大。这是因为死锁规模越大，涉及的进程和资源就越多，修复死锁的复杂度也就越大。3.系统资源状态：系统资源状态不同，死锁修复开销也不同。一般来说，系统资源状态越好，死锁修复开销就越小。减少死锁开销的方法：1.减少死锁发生的概率：可以通过合理分配资源、避免资源过度竞争、提高系统并行度等方法来减少死锁发生的概率。2.提高死锁检测效率：可以通过使用高效的死锁检测
14、算法、减少死锁检测的频率等方法来提高死锁检测效率。3.降低死锁修复开销：可以通过选择合适的死锁修复策略、减少死锁修复涉及的资源数量等方法来降低死锁修复开销。死锁检测和修复的性能开销死锁检测和修复技术的发展趋势：1.死锁检测和修复技术正朝着智能化、自动化、实时化的方向发展。2.智能化：死锁检测和修复技术将更加智能，能够自动识别和修复死锁，并能够根据系统状态动态调整死锁检测和修复策略。3.自动化：死锁检测和修复技术将更加自动化，能够自动执行死锁检测和修复任务，无需人工干预。死锁的预防措施非受非受查查异常的死异常的死锁检测锁检测与修复与修复死锁的预防措施死锁的可恢复性1.死锁的可恢复性的基本思想是，
15、当系统处于死锁状态时，允许进程回滚到某个上一个安全状态，然后以不同的顺序重新执行，从而打破死锁。2.死锁的可恢复性可以通过各种方法来实现，包括：-进程回滚：允许进程回滚到某个上一个安全状态，然后以不同的顺序重新执行。-资源预留：为每个进程分配一定数量的资源，即使进程没有立即使用这些资源，也确保进程能够获得这些资源。-资源抢占：当进程死锁时，系统可以抢占进程所持有的资源，并将其分配给其他进程。基于时间戳的死锁预防1.基于时间戳的死锁预防算法的基本思想是，为每个资源分配一个时间戳，当进程请求资源时，如果资源的时间戳小于进程的时间戳，则分配资源；否则，进程等待。2.时间戳机制以精确的时间戳来赋予每一
16、个事务唯一的识别号，使得这些请求可以以FIFO序列方式排序。3.当新事务被添加到系统中时，根据已提交的最后事务的时间戳为新事务分配时间戳。时间戳的一个可能选择是提交事务的时钟时间。死锁处理的最佳实践非受非受查查异常的死异常的死锁检测锁检测与修复与修复死锁处理的最佳实践死锁处理的检测手段1.死锁检测的类型：基于时间戳的检测、基于资源分配图的检测、基于请求路径的检测、基于等待状态的检测、基于消息传递的检测。2.死锁检测的时机：系统启动时、资源分配时、资源回收时、系统运行过程中。3.死锁检测的复杂度：死锁检测的复杂度是NP完全的，因此，在实际系统中，通常采取近似的检测方法。死锁处理的恢复方法1.死锁恢复的类型：预防死锁、避免死锁、检测死锁、恢复死锁。2.预防死锁的方法：银行家算法、资源有序分配法、资源分配图法。3.避免死锁的方法：死锁预防和死锁检测相结合。死锁处理的最佳实践死锁处理的优化策略1.死锁恢复的优化策略：最小化死锁恢复的代价、最大化系统吞吐量、提高系统可用性。2.死锁检测的优化策略：减少死锁检测的开销、提高死锁检测的准确性、提高死锁检测的效率。3.死锁预防的优化策略：减少死锁预防的
