死锁银行家算法

① 避免死锁的一个着名算法

避免死锁的着名算法是银行家算法。

算法有四个条件：

1、分批向银行贷款时，申请的总额不能超过一开始申请的额度；

2、申请贷款时不能超过银行现有资金数目；

3、当银行资金不能满足顾客贷款需求时，可以推迟支付，但是肯定会让顾客在需求时间内得到贷款；

4、顾客拿到贷款后必须在规定时间内归还。

② 银行家算法

Dijkstra（1965）提出了一种能够避免死锁的调度算法，称为银行家算法（banker's algorithm），这是6.4.1节中给出的死锁检测算法的扩展。该模型基于一个小城镇的银行家，他向一群客户分别承诺了一定的贷款额度。算法要做的是判断对请求的满足是否会导致进入不安全状态。如果是，就拒绝请求；如果满足请求后系统仍然是安全的，就予以分配。在图6-11a中我们看到4个客户A、B、C、D，每个客户都被授予一定数量的贷款单位（比如1单位是1千美元），银行家知道不可能所有客户同时都需要最大贷款额，所以他只保留10个单位而不是22个单位的资金来为客户服务。这里将客户比作进程，贷款单位比作资源，银行家比作操作系统。

③ 什么是银行家算法

银行家算法是最有代表性的避免死锁算法，是Dijkstra提出的银行家算法。这是由于该算法能用于银行系统现金贷款的发放而得名。
银行家可以把一定数量的资金供多个用户周转使用,为保证资金的安全,银行家规定:
(1)当一个用户对资金的最大需求量不超过很行家现有的资金时可接纳该用户.
(2)用户可以分期贷款,但贷款的总数不能超过最大需求量;
(3)当银行家现有的资金不能满足用户的尚需总数时,对用户的贷款可推迟支付,但总能使用户在有限的时间里得到贷款;
(4)当用户得到所需的全部资金后,一定能在有限的时间里归还所有资金

银行家算法是通过动态地检测系统中资源分配情况和进程对资源的需求情况来决定如何分配资源的，在能确保系统处于安全状态时才能把资源分配给申请者，从而避免系统发生死锁。
要记住的一些变量的名称
1 Available（可利用资源总数）
某类可利用的资源数目，其初值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。
2 Max：某个进程对某类资源的最大需求数
3 Allocation： 某类资源已分配给某进程的资源数。
4 Need：某个进程还需要的各类资源数。
Need= Max-Allocation

系统把进程请求的资源(Request)分配给它以后要修改的变量
Available:=Available-Request;
Allocation:=Allocation+Request;
Need:= Need- Request;

④ 银行家算法

银行家算法是一种预防死锁的算法。具体算法步骤可以参考网络： 银行家算法

例子 ：某系统有A、B、C、D , 4类资源共5个进程（P0、P1、P2、P3、P4）共享，各进程对资源的需求和分配情况如下表所示。

输入进程的数目:5
输入资源的种类:4
输入每个进程最多所需的各类资源数:
P0 : 0 0 1 2
P1 : 1 7 5 0
P2 : 2 3 5 6
P3 : 0 6 5 2
P4 : 0 6 5 6
输入每个进程已经分配的各类资源数:
P0 : 0 0 1 2
P1 : 1 0 0 0
P2 : 1 3 5 4
P3 : 0 6 3 2
P4 : 0 0 1 4
请输入各个资源现有的数目:
1 5 2 0
当前系统安全!
系统安全序列是:
P0->P2->P1->P3->P4
输入要申请资源的进程号(0-4)：1
输入进程所请求的各资源的数量:0 4 2 0
系统安全!
系统安全序列是:
P0->P2->P1->P3->P4
同意分配请求!

系统可用的资源数为 : 1 1 0 0
各进程还需要的资源量:
进程 P0 : 0 0 0 0
进程 P1 : 0 3 3 0
进程 P2 : 1 0 0 2
进程 P3 : 0 0 2 0
进程 P4 : 0 6 4 2

各进程已经得到的资源量:
进程 P0 : 0 0 1 2
进程 P1 : 1 4 2 0
进程 P2 : 1 3 5 4
进程 P3 : 0 6 3 2
进程 P4 : 0 0 1 4

是否再次请求分配？是请按Y/y，否请按N/n:
N

⑤ 浅析银行家算法

作为避免死锁的一种算法，银行家算法可以说是最为出名的了。这个名字的来源是因为该算法起初是为银行系统设计的，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。在操作系统中也可以用它来实现避免死锁。

首先我们要了解银行家算法的本质也即避免死锁的原理。避免死锁作为一种事先预防死锁的策略，原理是在为各个进程分配资源的过程中不允许系统进去不安全状态，以此来避免死锁的发生。所谓安全状态，是指系统能按某种进程推进顺序为每个进程分配其所需资源，直至满足每个进程对资源的最大需求，使每个进程都可以顺利地完成。此时称该进程推进序列为安全序列，如果无法找到这样一个安全序列，则称系统处于不安全状态。

银行家算法中的数据结构。为了实现银行家算法，在系统中必须设置这样四个数据结构，分别用来描述系统中可利用的资源，所有进程对资源的最大需求，系统中的资源分配以及所有进程还需要多少资源的情况。

(1)可利用资源向量Available。这是一个含有m个元表的数组,其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目。其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果 Available=K,则表示系统中现有Rj类资源K个。

    (2)最大需求矩阵Max。这是一个nxm的矩阵,它定义了系统中n个进程中的每个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i,j]=K,则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。

    (3)分配矩阵 Allocation。这也是一个nxm的矩阵,它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation[i,j]=K,表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。

    (4)需求矩阵Need。这也是一个nxm的矩阵,用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i,j]=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个才能完成。

当一个进程发出请求资源的请求后，如果它所请求的资源大于目前系统可利用资源则不予分配。如果小于可利用资源，则系统试探着把资源分配给该进程，并修改分配之后的资源数值。接着系统执行安全算法，检查此次资源分配后系统是否处于安全状态。若安全，才正式将资源分配给该进程，以完成本次分配。否则，将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让该进程等待。