【操作系统】-- 银行家算法

银行家算法是Dijkstra为银行系统设计的，以确保银行在发放现金贷款时，不会发生不能满足所有客户需要的情况，后来被用于操作系统中，用于避免死锁。

核心思想：在进程提出资源申请时，先预判此次分配是否会导致系统进入不安全状态，如果会进入不安全状态，就暂时不答应这次请求，让该进程先阻塞等待。

例：

进程	最大需求	已分配	最多还需要
P0	（7,5,3）	（0,1,0）	（7,4,3）
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）

资源总数为（10,5,7），剩余可用资源（3,3,2）。

答：

先用剩余可用资源与最多还需要资源数一 一比较，将剩余可用资源分配给可以完成的进程。

与P0比较，（7,4,3）>（3,3,2）

与P1比较，（1,2,2）<（3,3,2），P1进程可以完成，P1结束归还资源，剩余可用资源增加到（5,3,2）。

与P2比较，（6,0,0）>（5,3,2）

与P3比较，（0,1,1）<（5,3,2），剩余可用资源增加到（7,4,3）。

再与P0比较，（7,4,3） = （7,4,3），剩余可用资源增加到（7,5,3）。

再与P2比较，（6,0,0）< （7,5,3），剩余可用资源增加到（10,5,5）。

与P4比较，（4,3,1）<（10,5,5），剩余可用资源增加到（10,5,7）。

最后可找出一个安全序列：{P1,P3,P0,P2,P4}。

注意：每一轮检查都是从编号较小的进程开始检查。

上一例题用更快方法找到一个安全序列：

剩余可用资源（3,3,2）可满足P1、P3，说明，无论如何，这两个进程的资源需求一定可以依次被满足，因此P1、P3一定可以执行完，并归还资源。

此时剩余可用资源（7,4,3）剩下的P0、P2、P4都可被满足。

说明此时系统处于安全状态，暂不可能发生死锁。

银行家算法数据结构：

1、长度为m的一维数组Available表示还有多少可用资源。

2、n*m矩阵Max表示各进程对资源的最大需求数。

3、n*m矩阵Allocation表示已经给各进程分配了多少资源。

4、Max-Allocation = Need矩阵表示各进程最多还需要多少资源。

5、用长度为m的一维数组Request表示进程此次申请的各种资源数。

银行家算法步骤：

1、检查此次申请是否超过了之前声明的最大需求数。

2、检查此时系统剩余的可用资源是否还能满足这次请求。

3、试探分配，更改各数据结构。

4、用安全性算法检查此次分配是否会导致系统进入不安全状态。

安全性算法步骤：

1、检查当前的剩余可用资源是否能满足某个进程的最大需求，如果可以，就把该进程加入安全序列，并把该进程持有的资源全部回收。

2、不断重复上述过程，看最终是否能让所有进程都加入安全序列。

注意：系统处于不安全状态未必死锁，但死锁时一定处于不安全状态，系统处于安全状态一定不会死锁。