死锁:修订间差异
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'''死锁''',这里指的是[[进程]]死锁,是一个计算机技术的名词。它是[[操作系统]]的一种状态,当一个或多个进程等待系统资源,而系统资源又同时被此进程本身或者其它进程占用,就形成了死锁。它有一个变种是[[活锁]]。 |
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[[File:Process deadlock.svg|thumb|right|P1、P2兩個process都需要資源才能繼續執行。P1擁有資源R2、還需要額外資源R1才能執行;P2擁有資源R1、還需要額外資源R2才能執行,兩邊都在互相等待而沒有任何一個可執行。]] |
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[[File:Deadlock at a four-way-stop.gif|thumbnail|right|四個行程(藍線)競爭一種資源(灰色圓圈),遵循先右後左的策略。當所有行程同時鎖定資源(黑線)時,就會發生死鎖。可以透過打破對稱性來解決死鎖。]] |
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'''死锁'''({{lang-en|deadlock}}),又譯為'''-{zh-cn:死结; zh-tw:死鎖;}-''',計算機科學名詞。當兩個以上的運算單元,雙方都在等待對方停止執行,以取得系統資源,但是沒有一方提前退出時,就稱為死結<ref name=coulouris>{{cite book|last=Coulouris|first=George|publisher=Pearson|year=2012|title=Distributed Systems Concepts and Design|url=https://archive.org/details/distributedsyste0000coul_e0z4|page=[https://archive.org/details/distributedsyste0000coul_e0z4/page/716 716]|isbn=978-0-273-76059-7}}</ref>。在多工[[作業系統]]中,作業系統為了協調不同线程,能否取得系統資源時,為了讓系統正常運作,必須要解決這個問題。另一種相似的情況稱為「活锁」。 |
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[[File:Two processes, two resources.gif|thumbnail|兩個行程以相反的順序競爭兩個資源。{{ordered list|style=margin-top:0.5em|list_style_type=upper-alpha |
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|經過一個行程。|後面的行程需要等待。 |
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|可以透過取消並重新啟動第一個行程來解決死鎖}}]] |
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== 简介 == |
== 简介 == |
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例如,一个[[进程]] |
例如,一个[[进程]]p1占用了显示器,同时又必须使用打印机,而打印机被进程p2占用,p2又必须使用显示器,这样就形成了死锁。 |
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因為p1必須等待p2釋出打印機才能夠完成工作並釋出螢幕,同時p2也必須等待p1釋出顯示器才能完成工作並釋出打印機,形成循環等待的死結。 |
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== 起因 == |
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如果系统中只有一个进程,当然不会产生死锁。如果每个进程仅需求一种系统资源,也不会产生死锁。不过这只是理想状态,在现实中是可遇不可求的。 |
如果系统中只有一个进程,当然不会产生死锁。如果每个进程仅需求一种系统资源,也不会产生死锁。不过这只是理想状态,在现实中是可遇不可求的。 |
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死锁的四个条件是: |
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'''禁止抢占''':no preemption |
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*'''禁止[[搶占式多任務處理|抢占]]'''(no preemption):系統資源不能被强制从一个进程中退出。 |
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'''持有和等待''' |
*'''持有和等待'''(hold and wait):一个进程可以在等待时持有系统资源。 |
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*'''[[互斥鎖|互斥]]'''(mutual exclusion):資源只能同時分配給一個行程,無法多個行程共用。 |
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'''互斥''':mutual exclusion |
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*'''循环等待'''(circular waiting):一系列进程互相持有其他进程所需要的资源。 |
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'''循环等待''':bounded waiting |
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死锁只有在四个条件同时满足时發生,预防死锁必須至少破坏其中一項。 |
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== 死锁的避免 == |
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== 預防 == |
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(A) 兩個行程競爭一種資源,遵循先到先得的策略。 |
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(B) 當兩個行程同時鎖定資源時,就會發生死鎖。 |
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(C) 可以透過破壞鎖的對稱性來解決死鎖。 |
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(D) 可以透過改變鎖的機構對稱性來防止死鎖。 |
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== 消除 == |
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最简单的消除死锁的办法是重启系统。更好的办法是终止一个进程的运行。 |
最简单的消除死锁的办法是重启系统。更好的办法是终止一个进程的运行。 |
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同样也可以把一个或多个进程回滚到先前的某个状态。如果一个进程被多次回滚,迟迟不能占用必需的系统资源,可能会导致[[ |
同样也可以把一个或多个进程回滚到先前的某个状态。如果一个进程被多次回滚,迟迟不能占用必需的系统资源,可能会导致[[饥饿_(操作系统)|资源匮乏]]。 |
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== 活結 == |
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'''活結'''({{lang|en|livelock}}),與死結相似,死結是行程都在等待對方先釋放資源;活結則是行程彼此釋放資源又同時占用對方釋放的資源。當此情況持續發生時,儘管資源的狀態不斷改變,但每個行程都無法取得所需資源,使得事情沒有任何進展。 |
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== 範例 == |
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假設兩人正好面對面碰上對方: |
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*死結:兩人互不相讓,都在等對方先讓開。 |
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*活結:兩人互相禮讓,卻恰巧站到同一側,再次讓開,又站到同一側,同樣的情況不斷重複下去導致雙方都無法通過。 |
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[[it:Deadlock]] |
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[[ja:デッドロック]] |
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[[pl:Zakleszczenie]] |
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[[pt:Deadlock]] |
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[[ru:Взаимная блокировка]] |
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[[simple:Deadlock]] |
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[[sv:Baklås (datavetenskap)]] |
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[[uk:Взаємне блокування]] |
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[[vi:Deadlock]] |
2024年9月16日 (一) 10:27的最新版本
死锁(英語:deadlock),又譯為死结,計算機科學名詞。當兩個以上的運算單元,雙方都在等待對方停止執行,以取得系統資源,但是沒有一方提前退出時,就稱為死結[1]。在多工作業系統中,作業系統為了協調不同线程,能否取得系統資源時,為了讓系統正常運作,必須要解決這個問題。另一種相似的情況稱為「活锁」。
简介
[编辑]例如,一个进程p1占用了显示器,同时又必须使用打印机,而打印机被进程p2占用,p2又必须使用显示器,这样就形成了死锁。 因為p1必須等待p2釋出打印機才能夠完成工作並釋出螢幕,同時p2也必須等待p1釋出顯示器才能完成工作並釋出打印機,形成循環等待的死結。
起因
[编辑]如果系统中只有一个进程,当然不会产生死锁。如果每个进程仅需求一种系统资源,也不会产生死锁。不过这只是理想状态,在现实中是可遇不可求的。
死锁的四个条件是:
- 禁止抢占(no preemption):系統資源不能被强制从一个进程中退出。
- 持有和等待(hold and wait):一个进程可以在等待时持有系统资源。
- 互斥(mutual exclusion):資源只能同時分配給一個行程,無法多個行程共用。
- 循环等待(circular waiting):一系列进程互相持有其他进程所需要的资源。
死锁只有在四个条件同时满足时發生,预防死锁必須至少破坏其中一項。
預防
[编辑]系統也可以尝试回避死锁。因为在理论上,死锁总是可能产生的,所以操作系统尝试监视所有进程,使其没有死锁。
消除
[编辑]最简单的消除死锁的办法是重启系统。更好的办法是终止一个进程的运行。
同样也可以把一个或多个进程回滚到先前的某个状态。如果一个进程被多次回滚,迟迟不能占用必需的系统资源,可能会导致资源匮乏。
活結
[编辑]活結(livelock),與死結相似,死結是行程都在等待對方先釋放資源;活結則是行程彼此釋放資源又同時占用對方釋放的資源。當此情況持續發生時,儘管資源的狀態不斷改變,但每個行程都無法取得所需資源,使得事情沒有任何進展。
範例
[编辑]假設兩人正好面對面碰上對方:
- 死結:兩人互不相讓,都在等對方先讓開。
- 活結:兩人互相禮讓,卻恰巧站到同一側,再次讓開,又站到同一側,同樣的情況不斷重複下去導致雙方都無法通過。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ Coulouris, George. Distributed Systems Concepts and Design. Pearson. 2012: 716. ISBN 978-0-273-76059-7.