操作系统-银行家算法

进程调度,避免死锁

Posted by MetaNetworks on October 30, 2019
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死锁问题的规避——银行家算法

  • avaliable[i]表示当前系统剩余的资源$i$的数目
  • need[i]表示进程还需要的资源个数
  • alloc[i]表示进程已经得到的资源数目

注意:算法中,在尝试给进程分配资源时,要考虑回收alloc资源,即已经得到的资源

代码在上课的时候写的,可能写的不太规范

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/*
 * @Author: MetaNetworks
 * @Date: 2019-10-30 17:03:32
 * @LastEditors: MetaNetworks
 * @LastEditTime: 2019-10-30 19:59:20
 * @Description: MetaNetworks' Code
 */
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
// 剩余的资源
int avaliable[4]={1,6,2,2};
int isTried[5]={-1,-1,-1,-1,-1};
bool result = false;
queue<int> q;
// 还需要的资源
int need[5][4]={
    0,0,1,2,
    1,7,5,0,
    2,3,5,6,
    0,6,5,2,
    0,6,5,6
};
// 已经分配的量
int alloc[5][4]={
    0,0,3,2,
    1,0,0,0,
    1,3,5,4,
    0,3,3,2,
    0,0,1,4
};
// 需求矩阵,5个进程,3个需求量
// int totalRequest[5][3]={
//     7,5,3,
//     3,2,2,
//     9,0,2,
//     2,2,2,
//     4,3,3
// };
int serial[5]={-1,-1,-1,-1,-1};
void try_alloc(int index);
int main(){
    try_alloc(0);
}

void try_alloc(int index){
    if (index == 5){
        result = true;
        
        for (int pi = 0; pi < 5; pi++)
        {
            cout<<serial[pi]<<" ";
        }
        cout<<endl;
        int i=0;
        while (++i)
        {
            if (q.empty())
            {
                break;
            }
            int num = q.front();
            cout<<num<<" ";
            q.pop();
            if (i%4==0)
            {
                cout<<endl;
            }
        }
        exit(0);
        return;
    }
    int p[5] = {-1,-1,-1,-1,-1};
    for (int i=0;i<5;i++){
        if (isTried[i] == 0){
            continue;
        }
        if (need[i][0]>avaliable[0] || need[i][1]>avaliable[1] || need[i][2]>avaliable[2] || need[i][3]>avaliable[3]){
            // 第 i 个任务不可调度
            continue;
        }
        else{
            // 第 i 个任务可以供调度,也就是p[i]==0,为可调度
            p[i]=0;
        }
    }

    // 检查是否在可调度的任务
    bool flag = false;
    for(int pp =0 ;pp<5;pp++){
        if(p[pp] == 0){
            flag = true;
        }
    }
    if (flag == false){
        // 没有则 return
        return;
    }

    // index 放 p
    for(int t1=0;t1<5;t1++){
        if (p[t1]==-1){
            // 不可调度,continue
            continue;
        }
        // 第t1个任务
        isTried[t1] = 0;
        serial[index] = t1;
        // avaliable 
        for (int a=0;a<4;a++){
            avaliable[a] += alloc[t1][a];
            q.push(avaliable[a]);
        }
        try_alloc(index+1);
        for (int a=0;a<4;a++){
            q.pop();
            avaliable[a] -= alloc[t1][a];
        }
        serial[index] = -1;
        isTried[t1] = -1;
        if (result == true){
            break;
        }
    }
}

结果

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// 给出的解决方案
0 3 1 2 4
// 下面为avaliable变化的情况
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1 9 8 6
2 9 8 6
3 12 13 10
3 12 14 14

执行顺序:$0 \to 3 \to 1 \to 2 \to 4$