资源死锁检测的分配图RAG算法
【摘要】 1 简介死锁检测算法中的资源分配图 (RAG) 算法资源分配图 (RAG) 是一种了解操作系统中 资源分配方式的可视化方式。RAG 不是仅使用表格来显示已分配、请求或可用的资源,而是使用节点和边缘来清楚地说明流程与其所需资源之间的关系。尽管以避免死锁而闻名的 Banker 算法 通常依赖于表来简化操作。RAG 主要通过直观地表示进程和资源之间的关系来帮助检测死锁,从而更容易识别潜在的死锁情...
1 简介
死锁检测算法中的资源分配图 (RAG) 算法
资源分配图 (RAG) 是一种了解操作系统中 资源分配方式的可视化方式。RAG 不是仅使用表格来显示已分配、请求或可用的资源,而是使用节点和边缘来清楚地说明流程与其所需资源之间的关系。
尽管以避免死锁而闻名的 Banker 算法 通常依赖于表来简化操作。RAG 主要通过直观地表示进程和资源之间的关系来帮助检测死锁,从而更容易识别潜在的死锁情况。
2 构建 RAG
第一步是构建资源分配图 (RAG),用于显示系统中资源的分配和请求。
Resource Allocation Graph 显示哪些进程持有哪些资源,以及哪些进程正在等待特定类型的资源。
构建 RAG – 第一步是构建资源分配图 (RAG),用于显示系统中资源的分配和请求。每个资源类型都由一个矩形表示,每个进程由一个圆圈表示。
检查循环 − 在 RAG 中查找循环。如果存在循环,则表示系统死锁。
识别死锁的进程 − 识别周期中涉及的进程。这些进程处于死锁状态,并等待其他进程占用的资源。
确定资源类型 - 确定死锁中涉及的资源类型,以及每个进程持有和请求的资源。
采取纠正措施 - 采取纠正措施,通过释放资源、中止进程或抢占资源来打破僵局。一旦死锁被打破,系统就可以继续进行正常操作。
重新检查周期 − 采取纠正措施后,重新检查 RAG 的周期。如果没有更多周期,则系统不再死锁,并且可以恢复正常操作。
RAG 中的顶点类型
在 Resource Allocation Graph 中,有两种类型的顶点
-
处理顶点: 每个流程都将表示为一个流程顶点。通常,该过程将用圆圈表示。
-
资源顶点:每个资源都将表示为一个资源顶点。它也有两种类型:
单实例类型资源:代表一个盒子,盒子里面会有一个点。因此,点的数量表示每种资源类型存在多少个实例。
多资源实例类型资源:它也表示一个盒子,盒子里面会有很多点。
RAG 中的边类型
现在来到 RAG 的边缘。 RAG 中有两种类型的边:
分配边缘:如果您已将资源分配给流程,则称为分配边缘。
请求边缘:请求边缘表示进程当前正在请求资源。这由从流程顶点到资源顶点的箭头显示。
RAG单死锁示例
3 RAG算法的优势
易于理解和实施
可以处理多种类型的资源
帮助识别死锁中涉及的进程
- 弊端
对于大型系统来说可能很耗时
如果同一资源有多个请求,则可能会提供误报
假设所有资源都是预先分配的,这在某些系统中可能并非如此。
4 循环死锁示例解释
考虑一个系统,它有两个进程(P1 和 P2)以及两个资源(R1 和 R2)。
资源
R1
R2
进程
P1
1
0
P2 系列
0
1
该系统的 RAG 可以表示如下:------
P1 -> R1
P2 -> R2
R1 -> P2
R2 -> P1
资源分别被使用后释放,又被占用,P1 和 P2 之间有一个循环,表示可能存在死锁。
也就是如果进程 P1 持有资源 R1,进程 P2 持有资源 R2,进程 P1 正在等待 R2,进程 P2 正在等待 R1,那么进程 P1 和进程 P2 将处于死锁状态。
为了确认是否存在死锁,我们可以在 RAG 上使用循环检测算法。
该算法将检测循环并识别 P1 和 P2 之间的潜在死锁。
然后,我们可以采取适当的措施来解决死锁并防止它将来发生。
5 小结
资源分配图是操作系统中必不可少的可视化工具,有助于突出如何将资源分配给各种进程。通过说明哪些资源正在使用、哪些资源可用以及每个进程需要什么,RAG 可以更轻松地检测拥塞、识别潜在死锁并提高整体系统效率。
尽管RAG表对大型复杂环境有效,但 RAG 提供了一种清晰、直观的资源管理方法,可确保在操作系统内获得更好的性能和安全性。
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