避免死锁-银行家算法
避免死锁-银行家算法
了解了什么是死锁，以及死锁产生的原因，懂得如何去避免死锁。在前面 操作系统之【死锁问题】 已经提到。在死锁的避免上有现今有两种比较著名的方案，一是有序资源分配法，二是银行家算法。这里讲述一下银行家算法。
一、什么是银行家算法？
银行家算法（Banker's Algorithm）是一个避免死锁（Deadlock）的著名算法，是由艾兹格·迪杰斯特拉在1965年为T.H.E系统设计的一种避免死锁产生的算法。它以银行借贷系统的分配策略为基础，判断并保证系统的安全运行。
二、银行家算法和死锁之间的联系是什么？
在银行中，客户申请贷款的数量是有限的，每个客户在第一次申请贷款时要声明完成该项目所需的最大资金量，在满足所有贷款要求时，客户应及时归还。银行家在客户申请的贷款数量不超过自己拥有的最大值时，都应尽量满足客户的需要。在这样的描述中，银行家就好比操作系统，资金就是资源，客户就相当于要申请资源的进程。
银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源。系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。
三、银行家算法：分配资源的原则
先举一个例子：
一个银行家共有20亿财产
第一个开发商：已贷款15亿，资金紧张还需3亿。
第二个开发商：已贷款5亿，运转良好能收回。
第三个开发商：欲贷款18亿
在这种情况下，如果你是银行家，你怎么处理这种情况？一个常规的想法就是先等着第二个开发商把钱收回来，然后手里有了5个亿，再把3个亿贷款给第一个开发商，等第一个开发商收回来18个亿，然后再把钱贷款给第三个开发商。
这里面什么值得学习呢？最重要的就是眼光放长一点，不要只看着手里有多少钱，同时要注意到别人欠自己的钱怎么能收回来。
银行家是资源，开发商是进程。在操作系统中，有内存，硬盘等等资源被众多进程渴求着，那么这些资源怎么分配给他们才能避免“银行家破产”的风险？
（1）当一个进程对资源的最大需求量不超过系统的资源数时，可以接纳该进程。
（2）进程可以分期请求资源，但请求的总数不能超过最大需求量
（3）当系统现有的资源不能满足系统尚需资源数时，对进程的需求可以推迟分配。但总能使进程在有限时间里得到资源。
四、实际解析银行家算法
假设系统中有三类互斥资源R1、R2、R3，可用资源数分别是9、8、5。在T0时刻系统中有P1、P2、P3、P4和P5五个进程，这些进程对资源的最大需求量和已分配资源数如下所示。进程应当如何序列执行，系统才是安全的？
稍作分析：对于P1进程而言，它的最大需求量R1、R2、R3分别是6、5、2，并且系统已经给他分配R1、R2、R3分别是1、2、1。如此，对于P1进程而言还需要的R1、R2、R3资源数为5、3、1。依次类推。计算还需要的资源数。
对于R1资源来说，系统中一共是9个，而P1-->P5一共占据了1+2+2+1+1 = 7个资源，说明系统中还剩余R1资源为9 - 7 =2 个。
如此我们可以计算出 剩余的系统资源数R1、R2、R3来。
R1 = 9 -（1+2+2+1+1） = 2
R2 = 8 - （2+1+1+2+1） = 1
R3 = 5 - （1+1+3） = 0这样我们就可以用系统所剩余资源与P1-->P5进程所需要的资源进行比较，保证一点就是进程所需资源不得超过系统所剩余资源。第一次判断，为P2先进行执行。当P2进程执行完毕后，P2进程中之前所占有的资源数会归给系统资源，所以此时P2资源执行完毕后系统资源所剩余的资源数为现有+已经分配R1、R2、R3分别是4、2、1。
依次类推，得出结论为：
P2 --> P4 --> P5 --> P1 --> P3欢迎订阅关注公众号（JAVA和人工智能）
获取更多免费书籍、资源、视频资料
文章超级链接：
1，分布式系统详解--基础知识（概论）
2，分布式系统详解--基础知识（线程）
3，IDEA和Eclipse的比较
4，IntelliJ IDEA（最新）安装-破解详解--亲测可用
5，操作系统之【死锁问题】
6，【由浅入深】爬虫技术，值得收藏，来了解一下~
7，Akka 简介及简单原理
8，Spark-集群安装、部署、启动、测试（1.6.3）稳定版
9，Spark-RDD简介以及算子实例
10，分布式系统详解（Apache Hive 入门-简介）