死锁相关习题 10道 附详解

2022

设系统中有三种类型的资源(A,B,C)和五个进程(P1,P2,P3,P4,P5)，A资源的数量是17，B资源的数量是6，C资源的数量是19。在T0时刻系统的状态：

1. 当前系统是否处于安全状态，并解释原因
2. 简述银行家算法的缺点是什么

A：17，B：6，C：19
计算已分配的资源总量
A：=4+4+2+2+3=15
B：=1+1+1=3
C：=5+2+4+2+3=16
计算可用资源(Available)：
Available=总资源-已分配资源
A：17-15=2
B：6-3=3
C：19-16=3
计算尚需资源：Need
P1：0，0，6
P2：1，3，4
P3：2，1，1
P4：3，4，7
P5：1，1，1
安全性检测：检查是否能找到一个安全序列
初始可用资源，Work：2，3，3
P1：0，0，6<=2，3，3，NO
P2：1，3，4<=2，3，3，NO
P3：2，1，1<=2，3，3，YES
执行P3，释放资源：
Work=2，3，3+2，1，4=4，4，7
检查下一个进程：
P1：0，0，6<=4，4，7，YES
执行P1，释放资源：
Work=4，4，7+4，0，5=8，4，12
检查下一个进程：
P2：1，3，4<=8，4，12，YES
执行P2，释放资源：
Work=8，4，12+4，0，2=12，4，14
检查下一个进程：
P4：3，4，7<=12，4，14，YES
执行P4，释放资源：
Work=12，4，14+2，1，2=14，5，16
检查下一个进程：
P5：1，1，1<=14，5，16
执行P5，释放资源：
Work=14，5，16+3，1，3=17，6，19
安全序列：P3->P1->P2->P4->P5
2. 银行家算法在避免死锁问题上十分有效，但是需要在进程运行前就知道其所需资源的最大值，且进程数也需要提前确定。但是实际上，内存中进程数往往是动态变化的，而且它们所需要资源的数目也是动态变化的，因此有局限性

2020

1. 某系统有3个并发进程都需要4个同类资源，不会发生死锁的资源数目最少是多少，请给出理由
2. 某系统有11个同类资源，X个进程共享该资源，每个进程最多请求使用3个该资源，则系统不会产生死锁的最大X值是多少？请给出理由

当资源数为9时，存在3个进程都各自占用3个资源，这时每个进程都在等待别的进程释放资源，造成死锁。
当资源数目为10时，必然存在一个进程可以获得4个资源，然后顺利执行完毕，释放资源供其他进程使用，系统不会产生死锁
2.
系统不会产生死锁的最大X值是5
假设每个进程已经分配到两个资源，其中任一进程再获得一个资源便可顺利执行完毕，然后再将资源归还给系统供其他进程使用。因此，系统中只要满足2X+1=11这个条件便不会造成死锁，解得X=5，所以系统中最多可以有5个并发进程共享该资源不会产生死锁

2013

某计算机系统有8台磁带机，它们由4个进程竞争使用，每个进程需要3台磁带机。问该系统有没有死锁危险，并说明原因

有死锁风险，若此时这个进程各占用2台磁带机，此时4个进程都不满足，继续向系统发出请求，但此时已无可分配资源
满足死锁的请求和保持条件，不可抢占条件，循环等待条件。若推进顺序不当有产生死锁的危险

2012

简述死锁避免的思想？试用银行家算法判断下述两个状态是否安全。如果一个状态是安全的，说明所有进程是如何能够运行完毕的；如果一个状态是不安全的，说明为什么可能产生死锁。

状态A

状态B

死锁避免：属于事先预防死锁发生策略，在资源动态分配过程中，防止系统进入不安全状态，以避免发生死锁。
状态A不安全：把当前可用的1个资源给P4进程，P4运行完，释放2个资源，不满足P1，P2，P3的最大需求量
状态B安全：把当前可用的3个资源给P3进程，P3运行完后释放8个资源，此时P2需要6个，P1需要四个，任选个进程满足，若先满足P1，P1运行完后释放4个资源，再分配给P2
安全序列：P3->P2->P1或P3->P1->P2

出现死锁的原因：

1. 当前可用资源数不满足任意进程的需求
2. 由于进程推进顺序不当，致使各进程抢夺资源造成循环等局面

2014

9. 什么是死锁？处理死锁的基本方法有哪些？

死锁：指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局(相互等待)，若无外力作用，这些进程都将无法向外推进
基本方法：

1. 预防死锁

2. 避免死锁

3. 死锁检测与解除

4. 给出分配/回收一块的基本流程，假设系统中有同类资源9个，有3个进程竞争使用该类资源，每个进程最多需要4个，请问该系统是否会发生死锁，为什么？

会，若每个进程请求并拥有3个资源，当他们都要请求第四个资源时，发生死锁

填空题

1. 解决死锁的方法可以有多种，其中死锁的预防是通过(破坏死锁的必要条件之一)来实现的，死锁的避免是通过(防止系统进入不安全状态)来实现的。
2. 死锁的避免，就是通过保持系统处于(安全状态)来避免死锁，所以每当有进程提出资源分配请求时，系统应分析(各进程已占进程数)、(尚需资源数)和(系统中可以分配的剩余资源数)，然后决定是否为当前的申请者分配资源。
3. 死锁检测要解决两个问题，一是(判断系统)是否出现了死锁，二是当有死锁发生时怎样去(解除死锁)
4. 为了避免死锁，可以采用(银行家)算法进行资源安全分配。
5. 系统出现死锁，不仅与(设备)分配策略有关，而且与(进程)执行的相对速度有关。
6. 当检测到系统发生死锁时，可采用(解除所有死锁进程)、(逐个撤销死锁进程)和(抢占死锁进程的资源供其他进程使用)来解除死锁。

死锁定义，死锁和不安全状态的关系

在多道程序系统中，由于多个进程的并发执行，改善了系统资源的利用率并提高了系统理能力。然而，多个进程的并发执行也带来了新的问题一死锁。
所谓死锁，是指多个进程因竞争某一资源而造成的一种僵局(互相等待)，若无外力作用，这些进程都将无法向前推进
注意：
并非所有的不安全状态都是死锁状态，但当系统进入不安全状态后，便可能进入死锁状态；
反之，只要系统处于安全状态，系统便可避免进入死锁状态。

1

设系统中有下述解决死锁的方法：

1. 银行家算法
2. 检测死锁，终止处于死锁状态的进程，释放该进程占有的资源。
3. 资源预分配。
   简述哪种办法允许最大的并发性，即哪种办法允许更多的进程无等待地向前推进。请按“并发性”从大到小对上述三种办法排序。

死锁在系统中不可能完全消灭，但我们要尽可能地减少死锁的发生。对死锁的处理有4种方法：忽略、检测与恢复、避免与预防，每种方法对死锁的处理从宽到严，同时系统并发性由大到小。这里银行家算法属于避免死锁，资源预分配属于预防死锁
死锁检测方法可以获得最大的并发性
并发性排序：死锁检测方法、银行家算法、资源预分配法

3

设有进程P1和进程P2并发执行，都需要使用资源R1和R2，使用资源的情况见下表。

试判断是否会发生死锁，并解释和说明产生死锁的原因与必要条件。

这段程序在不同的运行推进速度下，可能会产生死锁，
进程P1先申请R1，得到资源R1，然后进程P2申请资源R2，得到资源R2，进程P1又申请R2，因资源R2已分配，使得进程P1阻塞
进程P1和进程P2都因申请不到资源而形成死锁。若改变进程的运行顺序，则这两个进程就不会出现死锁现象
产生死锁的原因可归结为两点

1. 竞争资源
2. 进程推进顺序非法
   产生死锁的必要条件：
3. 互斥条件
4. 请求并保持条件
5. 不剥夺条件
6. 环路等待条件

4

系统有同类资源m个，供n个进程共享，若每个进程对资源的最大需求量为k，试问：
当m，n，k的值分别为下列情况时（见下表），是否会发生死锁？

不发生死锁要求，必须保证至少有一个进程得到所需的全部资源并执行完毕，m>=n(k-1)+1时，一定不会发生死锁