化简资源分配图判断是否发生死锁

1.资源分配图的概念

2.判断是否发生死锁

1.资源分配图的概念

资源分配图表示进程和资源之间的请求关系，例如下图：

P代表进程，R代表资源，R方框中有几个圆球就表示有几个这种资源，在图中，R1指向P1，表示R1已经分配了一个资源给P1了，R1指向P1的边叫做分配边（资源-->进程）；P1指向R2，表示P1还需要一个R2才能执行，P1指向R2的边叫做请求边（进程-->资源）。

阻塞节点：某进程中所请求的资源已全部分配完毕，无法获取所需资源，则该进程被阻塞了无法继续执行，如上图P2。

非阻塞节点：某进程所请求的资源还有剩余，可以分配给该进程继续运行。如上图中P1，P3。 当一个进程资源图中所有进程都是阻塞节点时，即进入死锁状态。

说明一下：

上面的图表示，系统分配一个 R1 资源给进程 p2，然后又分配一个 R1类资源给进程 p1,
最后进程 p1 收到一个 R1 类资源后又继续申请1个R1类资源，此时，还剩下一个 R1类资源可以分配给 P1，但还没分配给 P1。(注意：图中P1的申请是还没得到响应的，不要以为 R1 指向P1的那个箭头是响应 P1的申请，而分配了资源给 P1)。“右箭头”跟“左箭头”是没任何关系的。

也就是先分配，再看进程的请求是否能够被满足。如果某个进程的请求能被满足，那么这个进程就是非阻塞节点，不能被满足，就是阻塞节点。

2.判断是否发生死锁

判断下图是否存在死锁：

1.先看资源，r1分配了一个资源给p1，分配了一个资源给p2，还剩1个资源；r2分配了1个资源给p2，还剩1个资源。

2.再看p1进程，p1向r2申请了一个资源，r2刚好剩余一个资源，p1是非阻塞节点。

3.再看p2进程，p2向r1申请1个资源，r1刚好剩余一个资源，p2是非阻塞节点。

所以该图不存在死锁。

再看下面这个例子：

1.对于r1，分配了2个资源，剩余1个资源。对于r2，分配了1个资源，剩余2个资源。

2.先看p1，p1向r1申请了1个资源，r1刚好剩余1个资源，向r2申请1个资源，而r2剩余2个资源，绰绰有余。所以p1是非阻塞节点。p1进程完成后，释放资源。

3.此时r1剩余2个资源，r2剩余2个资源，p2可以申请到r1的1个资源，p2非阻塞。

当所有的点都处于“孤立状态”，那么这个进程不存在死锁。

若资源分配图如下图所示，也就是对于p2而言，只有分配边，没有请求边：

那么可以直接“孤立”这一进程：

总结：

1.先将分配给进程，再看进程的请求（顺序一定不能乱）。

2.对于较复杂的资源分配图，当一个进程是非阻塞节点时，可以想将它“孤立”起来。

3.进程请求资源才可能发生死锁，所以只有分配边没有请求边的进程节点可以直接“孤立”起来。

利用上面的总结，做一下题吧：

1.下面的进程资源图是（）

1.R1无剩余资源，R2无剩余资源，R3剩余1个资源。

2.由于R1，R2都没有资源分配了，突破口就来自R3，先看连接R3的请求边：

P3向R3请求1个资源，R3刚好剩余1个资源，P3是非阻塞节点。P3“孤立”起来。

3.重新计算一下剩余资源，R1剩余1个资源，R2剩余1个资源，首先看P1，P1向R2申请了1个资源，可以被满足。“孤立”p1。

4.剩下的资源对P2而言绰绰有余了，所以P2也不会阻塞，所以这个资源分配图不存在死锁。

2.系统中有3个不同的临界资源R1,R2,R3，被4个进程p1，p2，p3，p4共享。各进程对资源的需求为：p1申请R1和R2；p2申请R2和R3，p3申请R1和R3，p4申请R2。若系统出现死锁，则处于死锁状态的进程数至少是（）

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

答案：C

解答：

1.根据题目，画出的资源分配图如下：

2.P4不影响系统最终状态，只要给它分配资源，完成后就会释放资源。所以，不管给不给P4分配资源，最终三类资源都是在P1，P2，P3之间进行分配。简化资源分配图：

第一种情况：形成循环

由于题目中没有给出各类资源的具体个数，P2申请1个R2资源和1个R3资源，这里我们假设R3给到了P2一个资源，同理，R2给P1一个资源，R1给了P3一个资源，这样就形成了循环，发生死锁。三个进程都无法进行，因为只要有一个进程申请的资源得到满足，完事后就会释放相邻的资源。循环状态就被破坏了，没有循环，一定不会发生死锁。

补充：死锁的必要条件

1.互斥 2.不可剥夺 3.请求和保存 4.循环

第二种情况：没有形成循环

若没有形成循环，可以完全化简成孤立状态的，即不会发生死锁。

所以若资源分配图死锁，那么至少P1,P2,P3进程处于死锁。若没有事先给P4分配进程，那么处于死锁状态的进程为P1,P2,P3,P4。

3.假定某计算机系统有R1设备3台，R2设备4台，它们被P1、P2、P3和P4这4个进程互斥共享，且已知这4个进程均以下面所示的顺序使用现有设备：

一>申请R1一>申请R2一>申请R1一>释放R1一>释放R2一>释放R1

请问系统运行过程中是否可能产生死锁?如果有可能的话，请举出一种情况，并画出表示该死锁状态的资源分配图。

首先p1，p2，p3，p4都申请r1资源，但是r1只有3个资源：

所以这里假设只有p1，p2，p3被分配到了资源：

由于p4没有被分配到r1资源，所以接下来的步骤也不能完成。接下来p1，p2，p3继续申请r2资源，由于r2有4个资源，所以p1，p2，p3也能被分配到r2资源：

接下来p1，p2，p3会继续申请r1资源，由于r1已经没有资源可以分配了，进而发生死锁。