本资源提供操作系统的银行家算法详细实现代码,帮助学习者深入了解死锁预防策略,并应用于实际编程实践中。
银行家算法是一种避免死锁的重要方法,在此程序中使用Java编程语言实现该算法。当用户请求一组资源时,系统需要判断若分配这些资源后是否仍处于安全状态;如果是,则可以分配资源;否则,暂时不满足该申请。
1. 数据结构:
假设存在M个进程和N类资源,则有以下数据结构:
- MAX[M*N]:表示每个进程中对每种类型资源的最大需求量。
- AVAILABLE[N]:系统中可用的各类资源的数量。
- ALLOCATION[M*N]:各进程已分配到的具体数量的各类资源。
- NEED[M*N]:各个进程还需要获得多少种类和数量的各种类型的资源。
2. 银行家算法:
当一个请求(Request)由进程I提出,银行家算法将按照以下规则进行判断:
(1) 如果 Request[N] <= NEED[I, N],则转至步骤 (2);否则报告错误。
(2) 若 Request[N] <= AVAILABLE,则继续执行步骤 (3),反之亦然报错。
(3) 系统尝试分配资源,并更新相关数据:
- AVAILABLE = AVAILABLE - REQUEST
- ALLOCATION = ALLOCATION + REQUEST
- NEED = NEED - REQUEST
(4) 执行安全性检查,如果此时系统处于安全状态则确认此次分配有效;若不然,则撤销试探性分配并恢复到原始状态,进程进入等待。
3. 安全性的检验:
为了验证系统的安全性:
(1) 首先设置两个工作向量:WORK = AVAILABLE 和 FINISH[M] = FALSE。
(2) 在未完成的进程中寻找一个满足以下条件的过程:
- FINISH[i]=FALSE
- NEED <= WORK
如果找到符合条件的进程,进入步骤 (3),否则直接跳到步骤 (4)。
(3) 假设该过程获得所需资源并顺利执行直至结束,释放所占资源。更新WORK和FINISH状态变量。
- WORK = WORK + ALLOCATION
- FINISH[i] = TRUE
然后回到步骤 (2) 进行新一轮的检查。
(4) 若所有进程都已标记为完成(即FINISH[M]=true),则表明系统处于安全状态;否则,表示当前状态下系统不安全。