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一句话+一张图说清楚——银行家算法

木马童年 2019-3-12 13:32 763 0

一句话:当一个进程申请使用资源的时候,银行家算法通过先 试探 分配给该进程资源,然后通过安全性算法判断分配后的系统是否处于安全状态,若不安全则试探分配作废,让该进程继续等待。那么此时会有一个问题,如何判 ...

一句话:

当一个进程申请使用资源的时候,银行家算法通过先 试探 分配给该进程资源,然后通过安全性算法判断分配后的系统是否处于安全状态,若不安全则试探分配作废,让该进程继续等待。

那么此时会有一个问题,如何判断系统是否处于安全状态?算法流程将用下面一张图来表示。

一张图

一句话+一张图说清楚——银行家算法

首先是银行家算法中的进程:

包含进程Pi的需求资源数量(也是最大需求资源数量,MAX)

已分配给该进程的资源A(Allocation)

还需要的资源数量N(Need=M-A)

Available为空闲资源数量,即资源池(注意:资源池的剩余资源数量+已分配给所有进程的资源数量=系统中的资源总量)

假设资源P1申请资源,银行家算法先试探的分配给它(当然先要看看当前资源池中的资源数量够不够),若申请的资源数量小于等于Available,然后接着判断分配给P1后剩余的资源,能不能使进程队列的某个进程执行完毕,若没有进程可执行完毕,则系统处于不安全状态(即此时没有一个进程能够完成并释放资源,随时间推移,系统终将处于死锁状态)。

若有进程可执行完毕,则假设回收已分配给它的资源(剩余资源数量增加),把这个进程标记为可完成,并继续判断队列中的其它进程,若所有进程都可执行完毕,则系统处于安全状态,并根据可完成进程的分配顺序生成安全序列(如{P0,P3,P2,P1}表示将申请后的剩余资源Work先分配给P0–>回收(Work+已分配给P0的A0=Work)–>分配给P3–>回收(Work+A3=Work)–>分配给P2–>······满足所有进程)。

如此就可避免系统存在潜在死锁的风险。

来个例子

在银行家算法中,若出现下述资源分配情况:


注:题中共四种资源,P0的Allocation为(0,0,3,2)表示已分配给P0的第一种资源和第二种资源为0个,第三种资源3个,第四种资源2个。

(1)该状态是否安全? (2)若进程P2提出请求Request(1,2,2,2)后,系统能否将资源分配给它?

(1)利用安全性算法对上面的状态进行分析(见下表),找到了一个安全序列{P0,P3,P4,P1,P2},故系统是安全的。


(2)P2发出请求向量Request(1,2,2,2),系统按银行家算法进行检查:

①Request2(1,2,2,2)<=Need2(2,3,5,6)

②Request2(1,2,2,2)<=Available(1,6,2,2)

③系统先假定可为P2分配资源,并修改Available,Allocation2和Need2向量:

Available=(0,4,0,0)

Allocation2=(2,5,7,6)

Need2=(1,1,3,4)

此时再进行安全性检查,发现 Available=(0,4,0,0) 不能满足任何一个进程,所以判定系统进入不安全状态,即不能分配给P2相应的Request(1,2,2,2)。

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