银行家算法

看到一篇非常好的银行家算法解析文章，感谢博主 原文链接： https://www.cnblogs.com/adamjwh/p/8232811.html 　　对于计算机中的死锁，我们有四种处理的方法，分别为预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁，而今天要说的Dijkstra的银行家算法就是最具有代表性的避免死锁的算法。 　　银行家算法的名字来源于该算法原本是为银行系统设计的，以确保银行在发放现金贷款时，不会发生不能满足所有客户需要的情况，在OS中可以用它来避免死锁。 　　为实现银行家算法，每一个新进程在进入系统时，必须申明在运行过程中可能需要每种资源类型的最大单元数目，其数目不应超过系统所拥有的资源总量。当进程请求一组资源时，系统必须首先确定是否有足够的资源分配给该进程。若有，再进一步计算在将这些资源分配给进程后，是否会使系统处于不安全状态。如果不会，才将资源分配给它，否则让进程等待。 　　首先为实现银行家算法，在系统中必须设置这样四个数据结构： 　　（1） 可利用资源向量Avaliable。 这是一个含有m个元素的数组，其中每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统所配置的该类全部可用资源的数目，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态的改变。如果Available[j]=K

进程调度的因素 引起进程调度的原因有：进程结束；时间片用完；被抢占；调用原语被阻塞；I/O请求 某进程被唤醒后立即进入运行，我们就说这个系统采用的是抢占调度方法，对吗？为什么？ 不对，抢占调度方法定义：允许调度程序根据某种原则，将已分配给该进程的处理机，重新分配给另一进程，由题不能判断CPU是否处于空闲状态 高级调度和低级调度的主要任务是什么？为什么引入中级调度？ （1）高级调度又称为作业调度。它是批处理系统中使用的一种调度。主要任务是按照某种算法从外存的后备队列上选择一个或多个作业调入内存，并为其创建进程、分配必要的资源，然后再将所创建的进程控制块插入就绪队列中 （2）低级调度又称进程调度。它是距离硬件最近的一级调度。其主要任务是按照某种算法从就绪队列上选择一个（或多个）进程，使其获得CPU （3）引入中级调度的目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。其功能是，让那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，而是调其到外存上等候。此时的进程状态为挂起状态。当这些进程重新具备运行条件且内存空闲时，由中级调度选择一部分挂起状态的进程调入内存并将其状态变为就绪状态 何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么? 何谓死锁： 死锁是指多个进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，当进程处于这种状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。 产生死锁的原因： （1

死锁产生的必要条件（必须都满足)： 互斥条件 : 进程对资源的使用是排他性的使用。 请求保持条件 ：1. 进程至少保持一个资源， 又提出新的资源请求。 2. 新的资源被占用，请求被阻塞。 3. 被阻塞的资源又不释放自己保持的资源。 不可剥夺条件 ：1. 进程获得的资源在未使用完成前不能被剥夺 2. 获得的资源只能由进程自身释放。 环路等待条件 ：发生死锁时， 必然存在进程-资源 环形链（比如哲学家进餐问题)。 预防死锁的方法：破坏一个或者多个死锁产生的必要条件。 摒弃请求保持条件：系统规定进程运行之前，一次性申请所有需要的资源。 摒弃不可剥夺条件： 当一个进程请求新的资源得不到满足时，必须释放占有的资源。 摒弃环路等待条件： 可用资源线性排序， 申请必须按照需要递增申请， 线性申请不再形成环路，从而摒弃了环路等待条件。 银行家算法 　 定义： 是一个著名的可操作的避免死锁的方法。以银行借贷策略为基础的算法。 　思想： 1 客户申请的贷款是有限的， 每次申请需声明最大资金量。 2 银行家在能够满足贷款时，都应该给用户贷款。3 客户在使用完贷款之后，能够及时归还贷款。 　 在计算系统中使用的条件： 　　已分配资源表：ABCD 代表可申请的共享资源， P1， P2, P3, P4 代表需要申请资源的四个进程。 这个表代表每个进程当前拥有的资源。 　　　　　　　　　比如第一行，

银行家可以把一定数量的资金供多个用户周转使用，为保证资金的安全银行家规定： 1.当一个用户对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金就要接纳该用户; 2.用户可以分期贷款,但垡的总数不能超过最大需求量; 3.当银行家现有的资金不能满足用户的沿需垡数时,对用户的贷款可推迟支付,但总能使用户在有限的时间里得到贷款; 4当用户得到所需的全部资金后,一定能在有限的时间里归还所有的资金. 假设共有3类资源A B C,分别为10,5,7个 进程列表存在文件中,格式为 进程名 对A类资源需求数量 对B类资源需求数量 对c资源需求数量 输出每个进程的处理结果 本程序包括:银行家算法 银行家算法 #include < stdio.h > #include < string .h > #include < iostream.h > #include < stdlib.h > #include < iomanip.h > #include < conio.h > const int MAX_P = 20 ; const int MAXA = 10 ; // 定义A类资源的数量 const int MAXB = 5 ; const int MAXC = 7 ; typedef struct node{ int a; int b; int c; int remain_a; int remain_b; int

　　 1 需求分析 1.1 银行家算法的实现思想 允许进程动态地申请资源，系统在每次实施资源分配之前，先计算资源分配的安全性，若此次资源分配安全（即资源分配后，系统能按某种顺序来为每个进程分配其所需的资源，直至最大需求，使每个进程都可以顺利地完成），便将资源分配给进程，否则不分配资源，让进程等待。 1.2 死锁的概念 　　死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。 　　银行家算法是避免死锁的一种重要方法。 操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源，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则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则拒绝分配资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。 1.3 产生死锁的必要条件 ①　互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待

参考http://blog.csdn.net/yaopeng_2005/article/details/6935235　　 对小鹏_加油的代码进行了部分修改，并加入了自己的文档注释 定义全局变量，以及主函数main 1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 #define MAXPROCESS 50 //最大进程数 4 #define MAXRESOURCE 100 //最大资源数 5 int AVAILABLE[MAXRESOURCE]; //可用资源数组 6 int MAX[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; //最大需求矩阵 7 int ALLOCATION[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; //分配矩阵 8 int NEED[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; //需求矩阵 9 int REQUEST[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; //进程需要资源数 10 bool FINISH[MAXPROCESS]; //系统是否有足够的资源分配 11 int p[MAXPROCESS]; //记录序列 12 int m,n; //m个进程,n个资源 13 void Init(); //初始化变量 14 bool Safe(); //安全检测 15 void

　　对于计算机中的死锁，我们有四种处理的方法，分别为预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁，而今天要说的Dijkstra的银行家算法就是最具有代表性的避免死锁的算法。 　　银行家算法的名字来源于该算法原本是为银行系统设计的，以确保银行在发放现金贷款时，不会发生不能满足所有客户需要的情况，在OS中可以用它来避免死锁。 　　为实现银行家算法，每一个新进程在进入系统时，必须申明在运行过程中可能需要每种资源类型的最大单元数目，其数目不应超过系统所拥有的资源总量。当进程请求一组资源时，系统必须首先确定是否有足够的资源分配给该进程。若有，再进一步计算在将这些资源分配给进程后，是否会使系统处于不安全状态。如果不会，才将资源分配给它，否则让进程等待。 　　首先为实现银行家算法，在系统中必须设置这样四个数据结构： 　　（1） 可利用资源向量Avaliable。 这是一个含有m个元素的数组，其中每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统所配置的该类全部可用资源的数目，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态的改变。如果Available[j]=K，则表示系统中现有R j 类资源的最大数目为K 。 　　（2） 最大需求矩阵Max。 是一个n×m的矩阵，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

•Multiple instances. •Each process must a priori claim maximum use. •When a process requests a resource it may have to wait. •When a process gets all its resources it must return them in a finite amount of time. n 为进程的数目， m 为资源类型的数目 •Available: Vector of length m. –If available [j] = k, there are k instances of resource type Rj available.（如果available[j]=k,那么资源Rj有k个实例可用） •Max: n x m matrix. –If Max [i,j] = k, then process Pi may request at most k instances of resource type Rj.（如果Max[i,j]=k,那么进程Pi可以最多请求资源Rj的k个实例） Data Structures for the Banker’s Algorithm (Cont.): •Allocation: n x m matrix. –If

死锁避免——银行家算法的应用背景 要想说银行家，首先得说死锁问题，因为银行家算法就是为了死锁避免提出的。那么，什么是死锁？简单的举个例子：俩人吃饺子，一个人手里拿着酱油，一个人手里拿着醋，拿酱油的对拿着醋的人说：“你把醋给我，我就把酱油给你”；拿醋的对拿着酱油的人说：“不，你把酱油给我，我把醋给你。” 于是，俩人这两份调料是永远吃不上了。这就是死锁。 那么，为啥这个算法叫银行家算法？因为这个算法同样可以用于银行的贷款业务。让我们考虑下面的情况。 一个银行家共有20亿财产 第一个开发商：已贷款15亿，资金紧张还需3亿。 第二个开发商：已贷款5亿，运转良好能收回。 第三个开发商：欲贷款18亿 在这种情况下，如果你是银行家，你怎么处理这种情况？一个常规的想法就是先等着第二个开发商把钱收回来，然后手里有了5个亿，再把3个亿贷款给第一个开发商，等第一个开发商收回来18个亿，然后再把钱贷款给第三个开发商。 这里面什么值得学习呢？最重要的就是眼光放长一点，不要只看着手里有多少钱，同时要注意到别人欠自己的钱怎么能收回来。 那么正经点说这个问题，第一个例子中：醋和酱油是资源，这俩吃饺子的是进程；第二个例子中：银行家是资源，开发商是进程。在操作系统中，有内存，硬盘等等资源被众多进程渴求着，那么这些资源怎么分配给他们才能避免“银行家破产”的风险？ 银行家算法 安全序列

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <stdbool.h> // bool 类型 int N = 0; // 进程数目 int M = 0; // 资源数目 int* Available; // 可利用资源向量 M int** Max; // 最大需求矩阵 M * N int** Allocation; // 分配矩阵 M * N int** Need; // 需求矩阵 M * N // 初始化数据结构 void init(); // 销毁数据结构 void destory(); // 安全性检查算法 void security_checks(); int main(int argc, char const *argv[]) { init(); security_checks(); destory(); return 0; } /** * 初始化数据结构 */ void init() { printf("依次输入进程数目和资源类型数目："); scanf("%d%d", &N, &M); // 分配内存 Available = malloc(sizeof(int*) * N); Max = malloc(sizeof(int*) * N); Allocation = malloc