银行家算法

银行家算法

银行家算法中的数据结构

假设系统中有n个进程，m种资源：

• 矩阵Max（n×m）：最大需求矩阵，Max[i, j]=K表示进程Pi最多需要K个资源Rj；
• 矩阵Allocation（n×m）：表示对所有进程的资源分配情况；
• 矩阵Need（n×m）：表示各进程最多还需要多少各类资源；
  其中以上三种矩阵满足如下关系：
  Max - Allocation =Need
• 矩阵Avilable（长度为m的一维矩阵）：表示当前系统中还有多少可用资源。

银行家算法

此处Request的下角标i不知道怎么处理，用[i]代替
某进程Pi向系统申请资源，可用一个长度为m的一维数组Request[i]表示本次申请的各种资源量。
可用银行家算法预判本次分配是否会导致系统进入不安全状态：
（1）如果Requet[i][j]<=Need[i, i] (0<=j<=m)便转向（2），否则认为出错。（出错是因为所需要的资源已经超过它所宣布的最大值）；
（2）如果Request[i][j]<=Available[j] (0<=j<=m),便转向（3），否则表示尚无足够资源，Pi必须等待。
（3）系统试探着把资源分配给进程Pi,并修改相应的数据(并非真的分配，修改数值只是为了做预判) ：
Available = Available - Request[i]；
Allocation[i, j] = Allocation[i, j] + Request[i][j]；
Need[i, j]= Need[i, j]- Request[i][j] ；
（4）操作系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。若安全，正式完成分配，否则，恢复原来的资源分配状态，让进程等待。

银行家算法的例题

问题：此时系统是否处于安全状态？

进程	Max	Allocation	Need	Available
P0	（7,5,3）	（0,1,0）	（7,4,3）	（3,3,2）
P1	（3,2,2）	（2,0,0）	（1,2,2）
P2	（9,0,2）	（3,0,2）	（6,0,0）
P3	（2,2,2）	（2,1,1）	（0,1,1）
P4	(4,3,3)	（0,0,2）	（4,3,1）

解答：
（1）可用资源为（3,3,2），依次与P0-P4比较，在比较到P1时，发现可用资源满足P1的需要资源，将P1加入安全序列；
（2）P1归还资源后，可用资源为（5,3,2）从上到下依次比较，在比较到P3时，发现可用资源满足P3的需要资源，将P3加入安全序列；
（3）P3归还资源后，可用资源为（7,4,3）,除去已经加入到安全序列的进程，其余进程从上到下依次比较，在比较到P0时，发现可用资源满足P0的需要资源，将P0加入安全序列；
（4）P0归还资源后，可用资源为（7,5,3）,除去已经加入到安全序列的进程，其余进程从上到下依次比较，在比较到P2时，发现可用资源满足P2的需要资源，将P2加入安全序列；
（5）P2归还资源后，可用资源为（10,5,5）,除去已经加入到安全序列的进程，其余进程从上到下依次比较，发现可用资源满足P4的需要资源，将P4加入安全序列.
到目前为止，安全序列已经整合出来：P1,P3,P0,P2,P4.