操作系统中的资源分配图 (RAG)

由于银行家的算法使用某种表，如分配、请求，可用所有这些来了解系统的状态。同样，如果你想了解系统的状态而不是使用那些表，实际上表很容易表示和理解它，但是你甚至可以在图中表示相同的信息。该图称为资源分配图 (RAG) 。

因此，资源分配图向我们解释了系统在进程和资源方面的状态。比如有多少资源可用，分配了多少，每个进程的请求是什么。一切都可以用图表来表示。拥有图表的优点之一是，有时可以通过使用 RAG 直接看到死锁，但随后您可能无法通过查看表格知道这一点。但是如果系统包含大量进程和资源，则表格更好，如果系统包含更少的进程和资源，则图表更好。
我们知道任何图都包含顶点和边。所以 RAG 也包含顶点和边。在 RAG 中，顶点有两种类型 –

1.进程顶点——每个进程都会被表示为一个进程顶点。一般来说，进程会用一个圆圈来表示。
2. 资源顶点——每个资源都将被表示为一个资源顶点。它也是两种类型——

单实例类型资源——表示为一个盒子，盒子里面会有一个点。所以点的数量表示每种资源类型有多少个实例。
多资源实例类型资源——也表现为一个盒子，盒子里面会有很多点。

现在来到 RAG 的边缘。 RAG 中有两种类型的边缘 –

1. 分配边缘 –如果您已经将资源分配给进程，则称为分配边缘。
2. 请求边缘——这意味着将来进程可能需要一些资源来完成执行，这称为请求边缘。

因此，如果进程正在使用资源，则会从资源节点向进程节点绘制一个箭头。如果进程正在请求资源，则会绘制从进程节点到资源节点的箭头。

示例 1(单实例 RAG) –

如果资源分配图中存在一个循环，并且循环中的每个资源只提供一个实例，那么进程将处于死锁状态。例如，如果进程P1持有资源R1，进程P2持有资源R2，进程P1在等待R2，进程P2在等待R1，那么进程P1和进程P2就会陷入死锁。

这是另一个示例，它显示进程 P1 和 P2 获取资源 R1 和 R2，而进程 P3 正在等待获取这两个资源。在这个例子中，没有死锁，因为没有循环依赖。
所以单实例资源类型中的循环是死锁的充分条件。

示例 2(多实例 RAG) –

从上面的例子来看，不能说RAG是处于安全状态还是处于不安全状态。所以要看这个RAG的状态，我们来构造分配矩阵和请求矩阵。

进程总数为三个； P1、P2&P3资源总数为2个； R1 和 R2。
分配矩阵——
要构建分配矩阵，只需转到资源并查看它分配给哪个进程。
R1 分配给 P1，因此在分配矩阵中写入 1，类似地，R2 分配给 P2 和 P3，其余元素只写入 0。
请求矩阵 –
为了找出请求矩阵，您必须进入流程并查看输出边缘。
P1 正在请求资源 R2，因此在矩阵中写入 1，类似地，P2 请求 R1，其余元素写入 0。
所以现在可用资源是 = (0, 0)。

检查死锁(安全与否)——

所以，这个RAG没有死锁。即使有一个循环，仍然没有死锁。因此在多实例资源循环中不是死锁的充分条件。

上面的例子与前面的例子相同，只是进程 P3 请求资源 R1。
所以表格变成如下所示。

所以，可用资源是=(0, 0)，但需求是(0, 1), (1, 0) 和(1, 0)。所以你不能满足任何一个需求。因此，它陷入了僵局.

因此，多实例资源类型图中的每个循环都不是死锁，如果必须有死锁，则必须有一个循环。因此，对于具有多实例资源类型的RAG，循环是必要的死锁的条件，但不充分。

GATE CS 角问题
练习以下问题将帮助您测试您的知识。所有问题都在前几年的 GATE 或 GATE 模拟测试中提出。强烈建议您练习它们。

GATE CS 2009，问题 60
GATE CS 2014(第 1 组)，问题 65

参考 –
A. Silberschatz、P. Galvin、G. Gagne，“操作系统概念(第 8 版)”，Wiley India Pvt.有限公司