面试题：进程管理中饥饿问题与死锁问题的联系及解决方案对比分析

相似点：两者都可能导致进程无法继续推进任务，影响系统正常运行，降低系统资源利用率和整体性能，都需要采取措施加以解决以保障系统的稳定性和高效性。
不同点：死锁是多个进程相互等待对方释放资源而形成僵持局面；饥饿是某些进程因长期得不到足够资源，被其他进程优先占用资源而无法推进。死锁至少涉及两个进程的相互制约，而饥饿主要是单个进程资源获取上的不公平。

死锁解决方案：
- 预防：通过破坏死锁产生的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待）来防止死锁发生。例如摒弃“占有并等待”条件，要求进程一次性申请所有需要的资源。
- 避免：在资源分配过程中，使用算法（如银行家算法）动态评估系统状态，确保每次分配资源后系统仍处于安全状态，避免进入死锁状态。
- 检测与解除：系统定期运行死锁检测算法，检查是否存在死锁。若检测到死锁，采用剥夺死锁进程资源或终止死锁进程等方式解除死锁。
饥饿解决方案：
- 公平调度：采用公平调度算法，如时间片轮转调度算法，每个进程轮流获得相等的时间片运行，确保每个进程都有机会执行，避免某些进程长期得不到调度。
- 优先级提升：为长时间未得到调度的进程提升优先级，使系统优先调度这些进程，保证其能获得资源执行任务。

死锁解决方案：
- 预防：适用于资源使用模式相对固定，且能明确资源需求的场景，如数据库系统中对事务资源的管理。
- 避免：适用于资源分配较为复杂，但系统状态可以动态监控和评估的场景，如大型服务器系统资源分配。
- 检测与解除：适用于死锁发生概率较低，但一旦发生对系统影响较大的场景，如航空交通管制系统，平时很少发生死锁，但需要具备检测和解除机制。
饥饿解决方案：
- 公平调度：适用于对响应时间要求不高，但强调公平性的场景，如批处理系统，每个作业都能公平获得资源。
- 优先级提升：适用于有重要任务但优先级初始设置较低的场景，如在实时系统中，一些后台监控任务初始优先级低，可通过优先级提升保证其正常运行。

死锁解决方案：
- 预防：
  - 优点：能从根本上杜绝死锁发生，简单直接。
  - 缺点：可能会降低资源利用率，例如摒弃“占有并等待”条件可能导致进程长时间占有资源不释放，影响其他进程。
- 避免：
  - 优点：可在不降低资源利用率前提下避免死锁，动态分配资源较为灵活。
  - 缺点：需要系统不断跟踪资源状态并进行复杂计算（如银行家算法），增加系统开销。
- 检测与解除：
  - 优点：不需要在资源分配时进行复杂判断，对系统正常运行影响小。
  - 缺点：检测算法开销大，且解除死锁可能导致部分进程工作丢失，如终止进程。
饥饿解决方案：
- 公平调度：
  - 优点：实现简单，能保证公平性。
  - 缺点：对于有紧急任务的实时系统不适用，因为时间片轮转可能导致紧急任务响应延迟。
- 优先级提升：
  - 优点：可有效解决饥饿问题，对有优先级需求的场景适应性强。
  - 缺点：可能导致原本优先级高的进程得不到足够资源，且提升策略制定困难，不合理的提升可能影响系统整体性能。

星途面试题库