生产者消费者问题

系统中有一组生产者进程和一组消费者进程，生产者进程每次生产一个产品放入缓冲区，消费者进程每次从缓冲区中取走一个产品并使用。
1. 互斥访问：缓冲区是临界资源，必须保证进程对其互斥地访问。
2. 同步访问：只有缓冲区有产品之后才能被消费，同时，只有缓冲区有空间时才能继续生产

如何用信号量机制实现生产者、消费者进程的这些功能？
设置三个信号量：一个互斥信号量，两个同步信号量
(实现互斥的 P 操作必须放在实现同步的 P 操作之后，否则会造成死锁，退出区的两个 V 操作可以互换)

semaphore mutex = 1;
semaphore empty = n;
semaphore full = 0;
Producer () {
  while (1) {
    P(empty)
    P(mutex);
    生产
    V(mutex);
    V(full)
  }
}
Cunsumer () {
  while (1) {
    P(full)
    P(mutex)
    消费
    V(mutex)
    V(empty)
  }
}

死锁

什么是死锁？
各个进程互相等待对方手里的资源，导致各个进程都阻塞，无法向前推进的现象。（对不可剥夺资源的不合理分配，可能导致死锁）
死锁产生的四个必要条件？
1. 互斥条件
2. 不剥夺条件
3. 请求和保持条件
4. 循环等待条件

预防死锁

破坏死锁产生的四个必要条件中的一个或多个。
1. 破坏互斥：允许多个进程同时访问资源
2. 破坏不剥夺：操作系统强行剥夺
3. 破坏请求和保持：一次性分配所有资源(静态分配)
4. 破坏循环等待：

避免死锁

用某种方法防止系统进入不安全状态。（银行家算法）

死锁检测

为了对系统做死锁检测，必须满足：
1. 用某种数据结构来保存资源的请求和分配信息
2. 提供一种算法，利用上述信息来检测系统是否进入死锁状态

解除死锁的方法

1. 资源剥夺法。挂起（暂时放在外存上）某些死锁进程，并抢占它的资源，将这些资源分配给其他的死锁进程。
2. 撤销进程法。强制撤销部分、甚至全部死锁进程。
3. 进程回退法。让一个或多个死锁进程回退到足以避免死锁的地步。