产业气象站|写给大忙人看的死锁全详解计算机系统中有很多独占性的资源

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计算机系统中有很多独占性的资源，在同一时刻只能每个资源只能由一个进程使用，我们之前经常提到过打印机，这就是一个独占性的资源，同一时刻不能有两个打印机同时输出结果，否则会引起文件系统的瘫痪。所以，操作系统具有授权一个进程单独访问资源的能力。
两个进程独占性的访问某个资源，从而等待另外一个资源的执行结果，会导致两个进程都被阻塞，并且两个进程都不会释放各自的资源，这种情况就是死锁(deadlock) 。
死锁可以发生在任何层面，在不同的机器之间可能会发生死锁，在数据库系统中也会导致死锁，比如进程A对记录R1加锁，进程B对记录R2加锁，然后进程A和B都试图把对象的记录加锁，这种情况下就会产生死锁。
下面我们就来讨论一下什么是死锁、死锁的条件是什么、死锁如何预防、活锁是什么等。
首先你需要先了解一个概念，那就是资源是什么
资源
大部分的死锁都和资源有关，在进程对设备、文件具有独占性（排他性）时会产生死锁。我们把这类需要排他性使用的对象称为资源(resource) 。资源主要分为可抢占资源和不可抢占资源
可抢占资源和不可抢占资源
资源主要有可抢占资源和不可抢占资源。可抢占资源(preemptableresource)可以从拥有它的进程中抢占而不会造成其他影响，内存就是一种可抢占性资源，任何进程都能够抢先获得内存的使用权。
不可抢占资源(nonpreemtableresource)指的是除非引起错误或者异常，否则进程无法抢占指定资源，这种不可抢占的资源比如有光盘，在进程执行调度的过程中，其他进程是不能得到该资源的。
死锁与不可抢占资源有关，虽然抢占式资源也会造成死锁，不过这种情况的解决办法通常是在进程之间重新分配资源来化解。所以，我们的重点自然就会放在了不可抢占资源上。
下面给出了使用资源所需事件的抽象顺序

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如果在请求时资源不存在，请求进程就会强制等待。在某些操作系统中，当请求资源失败时进程会自动阻塞，当自资源可以获取时进程会自动唤醒。在另外一些操作系统中，请求资源失败并显示错误代码，然后等待进程等待一会儿再继续重试。
请求资源失败的进程会陷入一种请求资源、休眠、再请求资源的循环中。此类进程虽然没有阻塞，但是处于从目的和结果考虑，这类进程和阻塞差不多，因为这类进程并没有做任何有用的工作。
请求资源的这个过程是很依赖操作系统的。在一些系统中，一个request系统调用用来允许进程访问资源。在一些系统中，操作系统对资源的认知是它是一种特殊文件，在任何同一时刻只能被一个进程打开和占用。资源通过open命令进行打开。如果文件已经正在使用，那么这个调用者会阻塞直到当前的占用文件的进程关闭文件为止。
资源获取
对于一些数据库系统中的记录这类资源来说，应该由用户进程来对其进行管理。有一种管理方式是使用信号量(semaphore) 。这些信号量会初始化为1 。互斥锁也能够起到相同的作用。
这里说一下什么是互斥锁(Mutexes):在计算机程序中，互斥对象(mutex)是一个程序对象，它允许多个程序共享同一资源，例如文件访问权限，但并不是同时访问。需要锁定资源的线程都必须在使用资源时将互斥锁与其他线程绑定（进行加锁）。当不再需要数据或线程结束时，互斥锁设置为解锁。下面是一个伪代码，这部分代码说明了信号量的资源获取、资源释放等操作，如下所示
typedefintsemaphoresemaphoreaResourcevoidprocessA(void){down(&ampaResource)useResource()up(&ampaResource)}