linux中產(chǎn)生死鎖的原因有哪些

linux中產(chǎn)生死鎖的原因有：1、競爭不可搶占資源而引起死鎖；2、競爭可消耗資源而引起死鎖 ；3、進程推進順序不當(dāng)而引起死鎖（進程運行過程中，請求和釋放資源的順序不當(dāng)，而導(dǎo)致進程死鎖）。

本教程操作環(huán)境：linux5.9.8系統(tǒng)、Dell G3電腦。

一、死鎖的概念：

如果一組進程（或線程）中的每一個進程（或線程）都在等待僅由該組進程中的其他進程（或線程）才能引發(fā)的事件，那么該組進程（或線程）是死鎖的（Deadlock）。

二、產(chǎn)生死鎖的原因 ：

（一）競爭不可搶占資源引起死鎖

如：共享文件時引起死鎖

系統(tǒng)中擁有兩個進程P1和P2，它們都準(zhǔn)備寫兩個文件F1和F2。而這兩者都屬于可重用和不可搶占性資源。如果進程P1在打開F1的同時，P2進程打開F2文件，當(dāng)P1想打開F2時由于F2已結(jié)被占用而阻塞，當(dāng)P2想打開1時由于F1已結(jié)被占用而阻塞，此時就會無線等待下去，形成死鎖。

（二）競爭可消耗資源引起死鎖

如：進程通信時引起死鎖

系統(tǒng)中擁有三個進程P1、P2和P3，m1、m2、m3是3可消耗資源。進程P1一方面產(chǎn)生消息m1，將其發(fā)送給P2，另一方面要從P3接收消息m3。而進程P2一方面產(chǎn)生消息m2，將其發(fā)送給P3，另一方面要從P1接收消息m1。類似的，進程P3一方面產(chǎn)生消息m3，將其發(fā)送給P1，另一方面要從P2接收消息m2。

如果三個進程都先發(fā)送自己產(chǎn)生的消息后接收別人發(fā)來的消息，則可以順利的運行下去不會產(chǎn)生死鎖，但要是三個進程都先接收別人的消息而不產(chǎn)生消息則會永遠(yuǎn)等待下去，產(chǎn)生死鎖。

（三）進程推進順序不當(dāng)引起死鎖：進程運行過程中，請求和釋放資源的順序不當(dāng)，而導(dǎo)致進程死鎖。

上圖中，如果按曲線1的順序推進，兩個進程可順利完成；如果按曲線2的順序推進，兩個進程可順利完成；如果按曲線3的順序推進，兩個進程可順利完成；如果按曲線4的順序推進，兩個進程將進入不安全區(qū)D中，此時P1保持了資源R1，P2保持了資源R2，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，如果繼續(xù)向前推進，則可能產(chǎn)生死鎖。

三、產(chǎn)生死鎖的必要條件

（1）互斥條件。進程（線程）所申請的資源在一段時間內(nèi)只能被一個進程（線程）鎖占用。

（2）請求和保持條件。進程（線程）已經(jīng)占有至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源卻被其他進程（線程）占用。

（3）不可搶占條件（不可剝奪條件）。進程（線程）已獲得的資源在未使用完之前不能被搶占。

（4）循環(huán)等待條件（環(huán)路等待條件）。在發(fā)生死鎖時，必然存在一個進程（線程）—-資源的循環(huán)鏈。

四、死鎖的避免、預(yù)防和解決方法

死鎖避免是在系統(tǒng)運行過程中注意避免死鎖最終的發(fā)生。

死鎖產(chǎn)生的前三個條件是死鎖產(chǎn)生的必要條件，也就是說要產(chǎn)生死鎖必須具備的條件，而不是存在這3個條件就一定產(chǎn)生死鎖，那么只要在邏輯上回避了第四個條件就可以避免死鎖。

死鎖避免的基本思想：系統(tǒng)對進程發(fā)出的每一個系統(tǒng)能滿足的資源申請進行動態(tài)檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否分配資源；如果分配后系統(tǒng)有可能發(fā)生死鎖，則不予分配；否則予以分配。

（一）常用的避免死鎖的方法：

1、有序分配資源

2、銀行家算法，基本思想：在避免死鎖方法中允許進程動態(tài)地申請資源，但系統(tǒng)在進行資源分配之前，應(yīng)先計算此次分配資源的安全性，若分配不會導(dǎo)致系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)，則分配，否則等待。

（二）死鎖的預(yù)防:

1、破壞“不可剝奪”條件：當(dāng)一個進程占有一個資源后又申請一個資源而無法滿足時，則退出原占有的資源。
該策略實現(xiàn)起來復(fù)雜且代價大。因為一個資源在使用一段時間后被強行剝奪，會造成前階段工作失效。
2、破壞“請求和保持”條件：采用靜態(tài)的一次性資源分配策略，即進程運行前申請全部資源，滿足則運行，不然就等待，這樣就不會占有且申請。
3、破壞“互斥”條件：該策略是幾乎不可能的，因為資源的互斥性是由其自身的性質(zhì)決定的。
4、破壞“循環(huán)等待”條件：將系統(tǒng)中所有資源順序編號，一般原則是，較為稀缺、稀少的資源的編號較大。進程申請資源時，必須嚴(yán)格按照資源編號的順序進行，否則系統(tǒng)不予分配。即一個進程只有得到編號較小的資源時，才能申請編號較大的資源；釋放資源時，應(yīng)按編號遞減的次序進行。

（三）解決死鎖的方法:

目前有兩種方法，一是不讓死鎖發(fā)生；二是可以允許死鎖發(fā)生，發(fā)生后再加以解決。

具體有以下4種方法：

1、預(yù)防死鎖。通過設(shè)置某些嚴(yán)格限制破壞死鎖產(chǎn)生的條件防止死鎖發(fā)生，但該方法會導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率過低

2、避免死鎖。在資源動態(tài)分配過程中，采用某種方法防止系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)，避免發(fā)生死鎖。該方法以較弱的限制條件為代價，可獲得較高的資源利用。

3、檢測死鎖。允許系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生死鎖，通過在系統(tǒng)中設(shè)置檢測機構(gòu)，及時檢測出死鎖是否真的發(fā)生，并能精確的確定與死鎖有關(guān)的進程與資源，然后采取措施解除死鎖。

4、解除死鎖。這是與檢測死鎖相配套的措施，用于將進程從死鎖狀態(tài)下解脫出來。