№10 Предотвращение тупиков. Принципы Хавендера.
Хавендер показал, что для предотвращения тупика необходимо нарушить одно из необходимых условий его возникновения.
Принципы Хавендера:
Процесс запрашивает все нужные ресурсы сразу. До выделения – ждет.
Нарушается условие возникновения тупиков - Удержание ресурсов на время ожидания следующего;
Плюс: простота реализации.
Минусы:
Как определить набор всех необходимых процессу ресурсов?
Простой свободных ресурсов.
Накапливание ресурсов приводит к высоким издержкам.
Если процессу не выделяется очередной ресурс, он должен отдать уже выделенные.
Нарушается условие возникновения тупиков- Ресурсы у процесса нельзя отобрать, отдает их сам (неперераспределение);
Минусы:
Как сохранить промежуточные результаты работы процесса?
Возможность бесконечного откладывания (дефицитный ресурс).
Вводим линейную упорядоченность на типы ресурсов. Процесс может запросить ресурсы только в порядке увеличения номера ресурса.
Нарушается условие возникновения тупиков - Существование кольцевой цепи запросов.
Плюс: кажущаяся простота реализации.
Минусы:
Сложно вводить в систему новые ресурсы (ОС).
Кто знает «правильную» последовательность ресурсов?
Трансляторы тоже должны знать номера ресурсов, а это сложно и снижает мобильность систем.
Условие монопольного управления Хавендер не нарушает
№11 Обнаружение тупиков
Обнаружение тупика – установление факта наличия в системе процессов ожидающих «нереализуемое» состояние.
Основной подход к решению – построение графа распределения ресурсов и нахождение в нем циклов. (Чрезвычайно затратный подход. На практике в чистом виде не используется.)
Восстановление работы системы – продолжение работы некоторых процессов после устранения причины тупика.
Сложности решения:
Неочевидность тупика.
Трудно остановить процесс в произвольной точке кода.
Большие накладные расходы на реализацию сохранения результатов.
В системах с большим числом разноприоритетных процессов трудно удалить процессы с высоким приоритетом.
Виртуализация ресурсов – средство борьбы с тупиками
Система не устраняет условий возникновения тупиков – при возникновении конкурирующих запросов ВСЕ ресурсы могут быть заменены на «виртуальный аналог».
Особенности решения:
Алгоритмически простое решение.
Формально, не боится большого числа процессов.
Сложность возврата из «виртуального мира» в реальный в случае иерархической виртуальности.
№12 Обход тупиков. Алгоритм банкира.
Алгоритм банкира – ресурсы процессу можно выдавать только в том случае, если состояние системы останется надежным.
Надежное состояние – ОС гарантирует всем процессам завершение в конечное время.
Введем следующие обозначения:
M(i) – максимальная потребность i-го процесса в ресурсе;
L(i) – текущая величина ресурса, выделенного i-му процессу;
С(i) – текущая потребность в ресурсе, C(i)=M(i)-L(i);
Т – суммарный ресурс, имеющийся в системе;
а – остаточный ресурс, а=Т-L(i);
Пусть в некоторый момент времени в системе существуют три процесса.
|
|
L(i) |
M(i) |
C(i) |
|
Process 1 |
1 |
4 |
3 |
|
Process 2 |
4 |
6 |
2 |
|
Process 3 |
5 |
8 |
3 |
|
a |
2 | ||
Решение примера
