Linux应用开发之【多线程同步】【死锁】

1.死锁的原因？
如果一组进程（或线程）中的每一个进程（或线程）都在等待仅由该组进程中的其他进程（或线程）才能引发的事件，那么该组进程（或线程）是死锁的（Deadlock）。

2.具体造成死锁的情况？

• 竞争不可抢占资源而引起死锁；
  如：共享文件时引起死锁

系统中拥有两个进程P1和P2，它们都准备写两个文件F1和F2。而这两者都属于可重用和不可抢占性资源。如果进程P1在打开F1的同时，P2进程打开F2文件，当P1想打开F2时由于F2已结被占用而阻塞，当P2想打开1时由于F1已结被占用而阻塞，此时就会无线等待下去，形成死锁。

• 竞争可消耗资源而引起死锁 ；
  如：进程通信时引起死锁

系统中拥有三个进程P1、P2和P3，m1、m2、m3是3可消耗资源。进程P1一方面产生消息m1，将其发送给P2，另一方面要从P3接收消息m3。而进程P2一方面产生消息m2，将其发送给P3，另一方面要从P1接收消息m1。类似的，进程P3一方面产生消息m3，将其发送给P1，另一方面要从P2接收消息m2。

如果三个进程都先发送自己产生的消息后接收别人发来的消息，则可以顺利的运行下去不会产生死锁，但要是三个进程都先接收别人的消息而不产生消息则会永远等待下去，产生死锁。

• 进程推进顺序不当而引起死锁（进程运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，而导致进程死锁）。
  上图中，如果按曲线1的顺序推进，两个进程可顺利完成；如果按曲线2的顺序推进，两个进程可顺利完成；如果按曲线3的顺序推进，两个进程可顺利完成；如果按曲线4的顺序推进，两个进程将进入不安全区D中，此时P1保持了资源R1，P2保持了资源R2，系统处于不安全状态，如果继续向前推进，则可能产生死锁。

3.产生死锁的必要条件
1）互斥条件。进程（线程）所申请的资源在一段时间内只能被一个进程（线程）锁占用。

（2）请求和保持条件。进程（线程）已经占有至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源却被其他进程（线程）占用。

（3）不可抢占条件（不可剥夺条件）。进程（线程）已获得的资源在未使用完之前不能被抢占。

（4）循环等待条件（环路等待条件）。在发生死锁时，必然存在一个进程（线程）—-资源的循环链。
4.如何避免死锁？
1、有序分配资源

2、银行家算法，基本思想：在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源，但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。

5.解决死锁的办法
目前有两种方法，一是不让死锁发生；二是可以允许死锁发生，发生后再加以解决。

1、预防死锁。通过设置某些严格限制破坏死锁产生的条件防止死锁发生，但该方法会导致系统资源利用率过低
2、避免死锁。在资源动态分配过程中，采用某种方法防止系统进入不安全状态，避免发生死锁。该方法以较弱的限制条件为代价，可获得较高的资源利用。
3、检测死锁。允许系统运行过程中产生死锁，通过在系统中设置检测机构，及时检测出死锁是否真的发生，并能精确的确定与死锁有关的进程与资源，然后采取措施解除死锁。
4、解除死锁。这是与检测死锁相配套的措施，用于将进程从死锁状态下解脱出来。