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deadlock

时间:2024-08-28 17:55:38 编辑:阿旭

什么是死锁?

在并发程序设计中,死锁 (deadlock) 是一种十分常见的逻辑错误。通过采用正确的编程方式,死锁的发生不难避免。 死锁的四个必要条件 在计算机专业的本科教材中,通常都会介绍死锁的四个必要条件。这四个条件缺一不可,或者说只要破坏了其中任何一个条件,死锁就不可能发生。我们来复习一下,这四个条件是: •互斥(Mutual exclusion):存在这样一种资源,它在某个时刻只能被分配给一个执行绪(也称为线程)使用;•持有(Hold and wait):当请求的资源已被占用从而导致执行绪阻塞时,资源占用者不但无需释放该资源,而且还可以继续请求更多资源;•不可剥夺(No preemption):执行绪获得到的互斥资源不可被强行剥夺,换句话说,只有资源占用者自己才能释放资源;•环形等待(Circular wait):若干执行绪以不同的次序获取互斥资源,从而形成环形等待的局面,想象在由多个执行绪组成的环形链中,每个执行绪都在等待下一个执行绪释放它持有的资源。解除死锁的必要条件 不难看出,在死锁的四个必要条件中,第二、三和四项条件比较容易消除。通过引入事务机制,往往可以消除第二、三两项条件,方法是将所有上锁操作均作为事务对待,一旦开始上锁,即确保全部操作均可回退,同时通过锁管理器检测死锁,并剥夺资源(回退事务)。这种做法有时会造成较大开销,而且也需要对上锁模式进行较多改动。 消除第四项条件是比较容易且代价较低的办法。具体来说这种方法约定:上锁的顺序必须一致。具体来说,我们人为地给锁指定一种类似“水位”的方向性属性。无论已持有任何锁,该执行绪所有的上锁操作,必须按照一致的先后顺序从低到高(或从高到低)进行,且在一个系统中,只允许使用一种先后次序。 请注意,放锁的顺序并不会导致死锁。也就是说,尽管按照 锁A, 锁B, 放A, 放B 这样的顺序来进行锁操作看上去有些怪异,但是只要大家都按先A后B的顺序上锁,便不会导致死锁。 举例 假如有三个对象A、B、C,我们人为约定它们的锁序是: A 先于 B 先于 C。举例说来,下列锁序均为合法: • 锁C,放C• 锁B,放B• 锁B,锁C,放B,放C• 锁B,锁C,放C,放B• 锁A,放A• 锁A,锁C,放A,放C• 锁A,锁C,放C,放A• 锁A,锁B,放A,放B• 锁A,锁B,放B,放A• 锁A,锁B,锁C,放A,放B,放C• 锁A,锁B,锁C,放C,放B,放A而在上面定义的系统中,可能导致发生死锁典型上锁序列包括: • 锁B,锁A,锁C,放C,放A,放B(因为先B后A的上锁顺序违反了锁序约定,如果另一执行绪同时按照先A后B的顺序上锁,则可能由于执行绪甲获得了B,执行绪乙获得了A,而导致双方同时等待对方释放所持有的锁,从而形成死锁局面;解法是将操作序列中增加适当的锁操作,即改为锁B,放B,锁A,锁B,锁C,放C,放A,放B) 或者说,只要拿锁的时候不出现逆序(例如拿着C的时候试图抓B或A,或者拿着B的时候试图抓A),并出现潜在逆序的时候先放掉“小”锁再抓大的,就一定不造成死锁了。


避免死锁的方法有哪些?

1、避免给一个锁嵌套上锁,在持有一个锁的时候,不要再给这个锁上锁。如果使用多个锁,使用std::lock。2、在持有锁时,不要调用别人提供的函数,因为你不清楚别人的代码怎么实现的,不知道它是不是在使用锁。3、给多个锁上锁时,固定顺序。如果在给多个所上锁,并且无法使用std::lock,最好的做法就是在每一个线程中,都按照同样的顺序。4、分层次来使用锁,把程序分成几个层次。区分每个层次中使用的锁,当一个线程已经持有更低层次的锁时,不允许使用高层次的锁。可以在程序运行时给不同的锁加上层次号,记录每个线程持有的锁。扩展资料:解决方法在系统中已经出现死锁后,应该及时检测到死锁的发生,并采取适当的措施来解除死锁。死锁预防。这是一种较简单和直观的事先预防的方法。方法是通过设置某些限制条件,去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或者几个,来预防发生死锁。预防死锁是一种较易实现的方法,已被广泛使用。但是由于所施加的限制条件往往太严格,可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。死锁避免。系统对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查,并根据检查结果决定是否分配资源;如果分配后系统可能发生死锁,则不予分配,否则予以分配。这是一种保证系统不进入死锁状态的动态策略。死锁检测和解除。先检测:这种方法并不须事先采取任何限制性措施,也不必检查系统是否已经进入不安全区,此方法允许系统在运行过程中发生死锁。但可通过系统所设置的检测机构,及时地检测出死锁的发生,并精确地确定与死锁有关的进程和资源。检测方法包括定时检测、效率低时检测、进程等待时检测等。然后解除死锁:采取适当措施,从系统中将已发生的死锁清除掉。这是与检测死锁相配套的一种措施。当检测到系统中已发生死锁时,须将进程从死锁状态中解脱出来。常用的实施方法是撤销或挂起一些进程,以便回收一些资源,再将这些资源分配给已处于阻塞状态的进程,使之转为就绪状态,以继续运行。死锁的检测和解除措施,有可能使系统获得较好的资源利用率和吞吐量,但在实现上难度也最大。参考资料:死锁百度百科

什么是死锁(deadlock)?

所谓死锁: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,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。

由于资源占用是互斥的,当某个进程提出申请资源后,使得有关进程在无外力协助下,永远分配不到必需的资源而无法继续运行,这就产生了一种特殊现象死锁。一种情形,此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞(等待),每个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。例如,如果线程A锁住了记录1并等待记录2,而线程B锁住了记录2并等待记录1,这样两个线程就发生了死锁现象。计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当,更常见的可能是程序员写的程序有错误等,则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。
排除方法:
1、撤消陷于死锁的全部进程;
2、逐个撤消陷于死锁的进程,直到死锁不存在;
3、从陷于死锁的进程中逐个强迫放弃所占用的资源,直至死锁消失;
4、从另外一些进程那里强行剥夺足够数量的资源分配给死锁进程,以解除死锁状态。


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