linux--死锁（产生死锁的原因、条件和避免方法）

一、死锁的概念：

      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）。

二、产生死锁的原因 ：
（一）竞争不可抢占资源引起死锁
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。

（二）竞争可消耗资源引起死锁
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。

（三）进程推进顺序不当引起死锁

       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。

三、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。

四、死锁的避免、预防和解决方法：
       死锁避免是在系统运行过程中注意避免死锁最终的发生。
       死锁产生的前三个条件是死锁产生的必要条件，也就是说要产生死锁必须具备的条件，而不是存在这3个条件就一定产生死锁，那么只要在逻辑上回避了第四个条件就可以避免死锁。
死锁避免的基本思想：系统对进程发出的每一个系统能满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源；如果分配后系统有可能发生死锁，则不予分配；否则予以分配。 
（一）常用的避免死锁的方法：
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。

（二）死锁的预防:
1、破坏“不可剥夺”条件：当一个进程占有一个资源后又申请一个资源而无法满足时，则退出原占有的资源。
该策略实现起来复杂且代价大。因为一个资源在使用一段时间后被强行剥夺，会造成前阶段工作失效。
2、破坏“请求和保持”条件：采用静态的一次性资源分配策略，即进程运行前申请全部资源，满足则运行，不然就等待，这样就不会占有且申请。
3、破坏“互斥”条件：该策略是几乎不可能的，因为资源的互斥性是由其自身的性质决定的。
4、破坏“循环等待”条件：将系统中所有资源顺序编号，一般原则是，较为稀缺、稀少的资源的编号较大。进程申请资源时，必须严格按照资源编号的顺序进行，否则系统不予分配。即一个进程只有得到编号较小的资源时，才能申请编号较大的资源；释放资源时，应按编号递减的次序进行。
（三）解决死锁的方法:
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。具体有以下4种方法： 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。