在多道程序设计环境下，多个进程可能竞争一定数量的资源。一个进程申请资源，如果资源不可用，那么进程进入等待状态。如果所申请的资源被其他等待进程占有，那么该等待进程可能无法改变状态，这种情况称为死锁。

系统模型：

　　在正常操作模式下，进程按如下顺序使用资源：

　　　　1 申请：如果申请不能立即被允许，那么申请进程必须等待直到它获得该资源为止。

　　　　2 使用：进程对资源进行操作

　　　　3 释放

死锁特点

　　引起死锁的4个条件：

　　　　1 互斥，至少有一个资源必须处于非共享模式

　　　　2 占有并等待，一个进程必须占有至少一个资源，并等待另一资源。而该资源为其他进程所占有

　　　　3 非抢占，资源不能被抢占，只有进程完成其任务后，才会释放资源

　　　　4 循环等待，有一组进程，互相等待资源

　　资源分配图：

　　　　死锁问题可用称为系统资源分配图的有向图进行更为精确地描述。

　　　　根据资源分配图的定义，可以证明：如果图没有环，那么系统就没有进程死锁，如果图有环，那么可能存在死锁。

死锁处理方法：

　　1 可使用协议以预防或避免死锁，确保系统决不会进入死锁状态

　　2 可允许系统进入死锁状态，然后检测它，并加以恢复

　　3 可忽视这个问题，认为死锁不可能在系统内发生。这种方法为绝大多数操作系统如unix所使用。

死锁预防

　　互斥：

　　　　对于非共享资源，必须要有互斥条件。

　　　　共享资源不要求互斥访问，因此不会涉及死锁。

　　　　通常不能通过否定互斥条件来预防死锁，有的资源本身是非共享的。

　　占有并等待：

　　　　为了确保占有并等待条件不会在系统内出现，必须保证：当一个进程申请一个资源时，它不能占有其他资源。

　　　　有两种协议可以实现这种方案：

　　　　　　1 每个进程在执行前申请并获得所有资源。

　　　　　　2 允许进程在没有资源时才可申请资源　　

　　　　这两种协议的缺点：

　　　　　　1 资源利用率可能比较低

　　　　　　2 可能发生饥饿

　　非抢占

　　　　第三个必要条件是对已分配的资源不能抢占。为了确保这一条件不成立，可使用如下协议：

　　　　如果一个进程占有资源并申请另一个不能立即分配的资源，那么其现已分配的资源都被抢占。

　　　　当一个进程处于等待时，其部分资源可以被抢占。

　　　　这个协议通常应用于其状态可以保存和恢复的资源，如CPU寄存器和内存空间。

　　循环等待

　　　　死锁的第四个也是最后一个条件是循环等待。

　　　　一个确保此条件不成立的方法是对所有资源类型进行完全排序，且要求每个进程按递增顺序来申请资源。

　　　　当一个进程申请资源类型为最高序列时，它必须先释放所有资源。

死锁避免：

　　死锁预防算法中通过限制资源申请的方法来预防死锁，确保四个必要条件之一不会发生，但是设备使用率低和系统吞吐率低。

　　避免死锁的另一种方法要求有关如何申请资源的附加信息。根据每个进程可能申请的每种资源类型实例的最大需求的事先信息，可以构造一个算法以确保系统决不会进入死锁状态。这种算法定义了死锁避免方法。

　　安全状态：

　　　　如果系统能按某个顺序为每个进程分配资源(不超过其最大值)并能避免死锁，那么系统状态就是安全的

死锁检测：

　　如果一个系统既不采用死锁预算算法也不采用死锁避免算法，那么可能出现死锁。

　　系统应提供：

　　　　1 一个用来检查系统状态从而确定是否出现了死锁的算法

　　　　2 一个用来从死锁状态中恢复的算法

　　检测恢复方案会有额外开销，包括维护所需信息和执行检测算法的运行开销，而且也包括死锁恢复所引起的损失。

　　每种资源类型只有单个实例：

　　　　等待图：从图中检测环的算法需要n^2级别操作，其中n为图中的节点数

　　每种资源类型的多个实例：

　　　　类似银行家算法

　　应用检测算法：

　　　　应何时调用检测算法，答案取决于两个因素：

　　　　　　1 死锁可能发生的频率是多少

　　　　　　2 当死锁发生时，有多少进程会受影响

死锁恢复：

　　进程终止：

　　　　1 终止所有死锁进程：代价大

　　　　2 一次只终止一个进程直到取消死锁循环为止：开销大

　　资源抢占：

　　　　1 选择一个牺牲品：

　　　　2 回滚

　　　　3 饥饿