1 简介

本文介绍死锁避免和死锁预防的基本思想和区别，以及破坏死锁必要条件的方法。死锁避免是每次分配都动态检查资源分配，死锁预防是限制用户程序申请互斥资源，避免死锁的是操作系统对进程的，预防死锁的是对用户程序的保护。

2 死锁预防和死锁避免的实现区别

死锁预防（Deadlock Prevention） 和 死锁避免（Deadlock Avoidance） 算法在实现上的关键区别主要体现在资源分配的策略和对系统状态的管理方式上。

主要区别分析

• 资源分配策略:

死锁预防: 预防策略在资源分配时严格遵循一定的规则，确保永远不会进入死锁状态。
这种规则通常是通过限制资源请求的顺序或数量来实现的。例如，资源有序分配策略要求进程按照资源的固定顺序请求资源。

死锁避免: 避免策略在每次资源分配时都会动态地检查系统是否会进入不安全状态。
如果会进入不安全状态，就拒绝资源请求。银行家算法是死锁避免的典型例子，它通过模拟分配和检查安全状态来决定是否批准请求。

• 系统状态检查:

死锁预防: 预防算法一般不需要动态地检查系统的安全状态，因为它们依靠设计阶段的规则来避免死锁。这种策略可能较简单，但可能导致资源利用率较低。

死锁避免: 避免算法每次资源分配都要进行安全性检查，确保分配后的状态仍然是安全的。
这种策略更灵活，但增加了系统的复杂性和计算开销。

• 代码实现差异:

死锁预防: 在实现死锁预防的代码中，资源请求的逻辑通常比较简单，仅需要按照预先定义的规则检查资源是否可以分配。例如，在资源有序分配策略中，只需检查请求资源是否按顺序排列。

// 示例: 资源有序分配检查
if currentResourceID < previousResourceID {
    return errors.New("resource request order violation")
}

死锁避免: 在实现死锁避免的代码中，需要一个更复杂的机制来模拟资源分配，并在每次分配前后检查系统是否仍然处于安全状态。这通常涉及到模拟资源分配、计算可用资源和检查每个进程的剩余需求。

3 示例: 银行家算法的安全状态检查

  if !isSafeState() {
      // 回滚分配，因为会导致不安全状态
      return errors.New("allocation would lead to an unsafe state")
  }

灵活性:

死锁预防: 相对不灵活，因为它在设计时就限制了资源请求的模式。适用于能够明确定义资源使用顺序和规则的场景。

死锁避免: 更灵活，因为它允许在运行时动态调整资源分配。适用于资源需求动态变化、不能预先定义固定请求模式的场景。

4 总结

死锁预防更简单，通常采用静态规则避免死锁，但可能导致资源利用率降低。

死锁避免更复杂，需要动态检查系统状态，能够更灵活地管理资源分配，适合复杂的资源管理场景。
这两种策略在代码实现上的核心差异主要体现在对资源分配的规则和对系统安全状态的检查上。