20092012 Лекция 3 Взаимоблокировки

Для возникновения взаимоблокировки (тупика) в системе должно выполняться 4 условия:

1. Условие взаимного исключения – каждый ресурс в каждый момент времени отдан ровно одному процессу или доступен.

2. Условие удерживания и ожидания – процесс, в данный момент удерживающий полученные ресурсы, может запрашивать новые.

3. Условие отсутствия принудительной выгрузки ресурсов

4. Условие циклического ожидания – должна существовать последовательность из двух или более процессов, каждый из которых ждет доступа к ресурсу, удерживаемому другим членом последовательности.

Взаимоблокировки моделируются при помощи направленных графов

Пример 1: Типичная простейшая ситуация

Пример 2:

A, B, C, D, E, F, G – процесс

R, S, T, V, W, N – ресурс

RAS -?

Анализ на наличие циклов

При наличие ресурсов разного типа используется матричный метод обнаружения взаимоблокировок.

P = {P1, P2, …, Pn} n – число процессов

E = {E1, E2, …, Em} m – число классов ресурсов

А – вектор доступных ресурсов = {A1, A2, …, Am}

Aj≤ Ej j=(1,m)

С – матрица текущего распределения ресурсов = {c_ij i=(1,n) j=(1,m)}

c_ij - количество ресурсов j-ого класса, которое занимает процесс Pi.

R – матрица требуемых или запрашиваемых ресурсов = {r_ij i=(1,n) j=(1,m)}

r_ij - количество ресурсов j-ого класса, которое запрашивает процесс Pi.

Справедливо, m соотношений по ресурсам:

В исходном состоянии все процессы немаркированы (неотмечаны).

1. Ищется процесс Pi, для которого i-ая строка R меньше вектора А. 2…

2. Если такой процесс найден, он маркируется и i-ая строка C прибавляется к вектору А. 3…

3. Переход на шаг 1

4. Если новых процессов не найдено, то наличие оставшихся немаркированных процессов указывает на наличие взаимоблокировки.

Взаимоблокировки могут проверяться:

1. Когда запрашивается очередной ресурс (максимально рано обнаружение, но накладки по процессору)

2. Через определенные промежутки времени или при низкой загрузке процессора

Ликвидация взаимоблокировок

1. Принудительная выброска ресурсов

2. Восстановление через откат (процессы периодически создают контрольные точки, позволяющие перезапустить их)

3. Уничтожение одного или более процессов

Неделимые транзакции

Транзакция – технология синхронизации высокого уровня. Один процесс объявляет, что хочет начать транзакцию с одним или более процессов. В процессе работы могут использоваться объекты или ресурсы, изменения в которых видны только процессам, участвующим в транзакции. Инициатор транзакции объявляет о её фиксации. Если все участники готовы, то результат транзакции фиксируется и становится доступен внешним процессам.

Свойства транзакции:

1. Упорядочиваемость - если две или более транзакции выполняются одновременно, то конечный результат выглядит, как если бы они выполнялись по очереди.

2. Неделимость – транзакция находится в процессе выполнения, другие процессы не видят её промежуточных результатов.

3. Постоянство – после фиксации транзакции никакой сбой не отменяет её результатов.

Транзакции могут быть реализованы:

1. Процессы-участники работают в индивидуальном рабочем пространстве, в котором происходят все изменения данных.

2. Модифицируются реальные объекты и ведется журнал, в котором указывается транзакция, изменяемый файловый блок, старые и новые значения.