系统进程死锁原因及避免方法

当电脑同时运行多个程序时，资源竞争几乎是不可避免的。一旦资源不够用，进程就会进入等待状态；更要命的是，如果某个进程等待的资源恰好被另一个也在等待的进程占着，那就可能永远僵持下去——这就是系统进程死锁。那么，到底有没有办法让系统进程不死锁呢？

要想从根本上防止死锁，就要让产生死锁的四个必要条件缺位。换句话说，只要破坏其中任何一个，死锁就无法形成。下面就来逐一拆解，每个条件该如何破解。

破坏互斥条件

这个思路很简单：允许多个进程同时访问同一个资源。但问题在于，很多资源的“互斥使用”是天然属性，无法改变。比如打印机，要是几个进程同时打印，每行都来自不同进程，输出的结果根本无法辨认。因此，靠破坏互斥条件来预防死锁，在大多数场景下行不通。

破坏占有和等待条件

采用资源静态分配法可以做到这一点。具体来说，就是在进程运行之前，一次性把它需要的所有资源都申请好。如果系统能全部满足，就一次性分配；如果其中任何一个资源不满足，那就干脆一个都不给。这样，进程在运行期间不再提出新的资源请求，自然也就不会“占着茅坑等别的坑”。

这种方法控制简单、实现容易，但代价也很明显：进程提前占用了全部资源，哪怕有些资源只用很短的时间，也得一直霸占。这会导致资源利用率大幅下降，同时其他等待资源的进程也被硬生生推迟。

破坏不剥夺条件

利用剥夺式控制方法可以破坏这个条件。意思是，如果一个进程已经占了一些资源，但新的资源请求得不到满足，它就得先释放已占的所有资源（被迫放弃），然后重新等待，以后再一起申请。这样可以防止死锁，但实现起来相当麻烦：要保存进程放弃资源时的现场，后面还得恢复，成本很高。而且这种方法只适合处理机和存储器，对其他资源基本不适用。

破坏循环等待条件

资源顺序分配法就是用来解决这个的。核心思想是：把系统所有资源分成若干层次，一个进程拿到某一层的资源后，只能再申请更高层的资源；释放时则相反，必须先释放较高层的资源。如果进程想在同一层里再申请另一个资源，也得先释放该层已占用的资源。这样一来，循环等待链条就被切断了，死锁自然无从发生。

使用这种方法要特别注意资源的层次安排。通常把各进程经常用到的、比较普遍的资源放在较低层次，重要且相对匮乏的放在较高层次，这样才能最大限度提高利用率。相比前面几种方法，它在资源利用率和系统吞吐量上都有明显改善，但也不是没有缺陷：

• 低层次资源必须在申请高层次资源之前提前占用，如果暂时不用，就会闲置浪费。
• 资源层次一旦确定，就不能经常改动，限制了新类型设备的加入。
• 层次设置是按大多数进程的使用顺序来的，如果某个进程的资源使用模式与层次不匹配，资源浪费仍然存在。

一旦死锁发生，进程就永远无法完成，系统资源被死死占用，其他作业也无法启动。因此，让系统进程远离死锁，是值得每一位开发者认真对待的事情。