面试题：并发与同步：死锁恢复自动化实现的基础机制

Question

请简要描述在操作系统并发与同步环境下，死锁恢复自动化实现中可能用到的基本资源分配和回收机制，例如银行家算法如何辅助死锁恢复？

Answer 1

资源分配和回收机制

1. 资源分配图算法：通过构建资源分配图，检查是否存在环路来检测死锁。如果存在环路，意味着可能出现死锁。可以使用深度优先搜索（DFS）等算法遍历资源分配图来查找环路。
2. 剥夺资源：从死锁进程中剥夺某些资源，分配给其他进程以打破死锁。选择剥夺资源的进程时，通常要考虑进程优先级、已占用资源数量、进程执行进度等因素。例如，优先剥夺优先级低且占用资源少的进程的资源。
3. 撤销进程：直接撤销处于死锁状态的进程，释放其占用的所有资源。可以按照一定策略选择撤销进程，比如撤销执行时间短且未完成重要任务的进程，或者按照进程优先级顺序撤销。

银行家算法辅助死锁恢复

1. 检测死锁：银行家算法本身可用于检测系统是否处于安全状态。若系统处于不安全状态，则可能存在死锁风险。在死锁恢复中，通过不断检查系统状态是否安全，确定死锁是否依然存在。
2. 指导资源分配：当需要剥夺资源或撤销进程来恢复死锁时，银行家算法可以帮助确定剥夺哪些资源以及分配给哪些进程。算法会计算每个进程请求资源后系统是否仍能保持安全状态。优先选择那些请求资源后能使系统恢复到安全状态的资源分配方案，从而辅助打破死锁。