预防和避免死锁

死锁特征
如前一篇文章所述，死锁具有以下特征。

1. 互斥
2. 保持并等待
3. 无抢占
4. 循环等待

防止死锁
我们可以通过消除以上四个条件中的任何一个来防止死锁。

消除互斥
由于某些资源(例如磁带驱动器和打印机)本来就不可共享，因此无法满足相互排斥的要求。

消除保留并等待

1. 在开始执行之前，将所有必需的资源分配给该进程，这样就消除了保持和等待条件，但这将导致设备利用率低下。例如，如果某个进程在以后需要打印机，并且在执行开始之前我们已经分配了打印机，则打印机将一直处于阻塞状态，直到完成执行为止。
2. 在释放当前资源集之后，该过程将对资源提出新的请求。该解决方案可能导致饥饿。

消除任何抢占
当其他高优先级进程需要资源时，从进程中抢占资源。

消除循环等待
每个资源将被分配一个数字。一个过程可以请求增加/减少资源。编号顺序。
例如，如果P1进程被分配了R5资源，则下一次如果P1要求R4，小于R5的R3将不被允许，仅授予大于R5的资源。

避免死锁
可以使用Banker算法来避免死锁。

银行家算法
银行家算法是资源分配和避免死锁算法，用于测试流程对资源的所有请求，检查安全状态，如果在授予请求系统后仍保持安全状态，则允许该请求，如果没有安全状态，则拒绝不允许流程提出的要求。

银行家算法的输入：

1. 每个流程的最大资源需求。
2. 当前，由每个进程分配资源。
3. 系统中可用的最大可用资源。

该请求将仅在以下条件下被批准：

1. 如果该流程提出的请求小于等于该流程的最大需求。
2. 如果进程提出的请求小于等于系统中的可用资源。

例子：

Total resources in system:
A B C D
6 5 7 6

Available system resources are:
A B C D
3 1 1 2

Processes (currently allocated resources):
    A B C D
P1  1 2 2 1
P2  1 0 3 3
P3  1 2 1 0

Processes (maximum resources):
    A B C D
P1  3 3 2 2
P2  1 2 3 4
P3  1 3 5 0

Need = maximum resources - currently allocated resources.
Processes (need resources):
    A B C D
P1  2 1 0 1
P2  0 2 0 1
P3  0 1 4 0

注意：防止死锁比避免死锁更为严格。

以下是盖茨上一年的问题
http://quiz.geeksforgeeks.org/gate-gate-cs-2014-set-1-question-41/
http://quiz.geeksforgeeks.org/gate-gate-cs-2014-set-3-question-41/
http://quiz.geeksforgeeks.org/gate-gate-cs-2010-question-46/

参考
https://zh.wikipedia.org/wiki/银行家的算法