面试题答案
一键面试死锁检测方法
- 资源分配图算法：
- 为整个分布式系统构建资源分配图（RAG）。图中的节点分为进程节点和资源节点，边表示进程对资源的请求或者资源被分配给进程的关系。
- 定期收集各个节点上的资源分配信息，整合到全局的RAG中。由于存在网络延迟，需要采用合适的同步机制确保信息的一致性。例如，可以设置一个主节点来收集并维护全局RAG，其他节点按照一定的时间间隔将本地的资源分配情况发送给主节点。
- 运用深度优先搜索（DFS）算法在RAG中检测是否存在环。若存在环，则表明系统中出现了死锁。例如，从一个进程节点出发，沿着边遍历，如果能回到该进程节点且路径上包含不同的资源和进程节点，就找到了一个环。
解决死锁问题的方法（不影响系统正常运行）
- 资源剥夺法：
- 当检测到死锁后，选择环中的一个进程作为牺牲者，剥夺它已分配的资源，释放给其他进程，以打破死锁环。
- 为了尽量减少对系统正常运行的影响，优先选择优先级较低、运行时间较短或者资源占用较少的进程作为牺牲者。例如，通过进程优先级队列来快速定位合适的牺牲者进程。
- 被剥夺资源的进程需要重新申请资源并重新执行。为了避免该进程重复陷入死锁，可以在重新申请资源时，调整资源请求的顺序，或者为其分配额外的资源限制条件。
- 进程回滚法：
- 对于参与死锁的进程，记录它们的执行状态和资源分配情况。
- 将其中一个或多个进程回滚到某个之前的安全状态，释放它们在回滚点之后占用的资源，从而打破死锁。
- 为了实现进程回滚，系统需要具备状态保存和恢复机制。例如，利用检查点技术定期保存进程的状态，在需要回滚时，从最近的检查点恢复进程状态。
评估应对策略对系统性能的影响
- 时间开销：
- 死锁检测：收集资源分配信息以及构建和检测RAG的过程会占用一定的时间。评估定期检测的时间间隔对系统性能的影响，若间隔过短，检测开销大，可能影响正常业务；若间隔过长，死锁可能长时间存在影响系统性能。可以通过在不同负载情况下调整检测间隔，观察系统吞吐量、响应时间等指标的变化来确定合适的检测间隔。
- 死锁解决：资源剥夺和进程回滚操作都需要时间。例如，资源剥夺后重新分配资源以及进程回滚后的重新执行都可能带来额外的时间开销。可以通过模拟死锁场景，测量解决死锁前后系统的响应时间、任务完成时间等指标，评估死锁解决操作对时间性能的影响。
- 资源利用率：
- 资源剥夺：可能导致被剥夺资源的进程在一段时间内无法继续执行，造成资源闲置。评估不同剥夺策略（如按优先级、资源占用量等）对系统整体资源利用率的影响，可以通过计算系统资源的平均利用率、资源空闲时间等指标来衡量。
- 进程回滚：回滚进程可能需要重新获取资源，这可能影响其他进程对资源的正常获取，从而影响资源利用率。通过分析回滚进程重新获取资源的成功率、其他进程等待资源的时间变化等指标来评估进程回滚对资源利用率的影响。
- 系统稳定性：
- 死锁检测：频繁检测可能增加系统的不稳定性，例如网络同步问题可能导致检测信息不准确。通过观察系统在不同检测频率下的崩溃次数、异常情况出现的频率等指标来评估检测机制对系统稳定性的影响。
- 死锁解决：资源剥夺和进程回滚可能影响进程的正常执行逻辑，导致程序出现异常。通过监控进程重新执行后的错误率、系统的整体稳定性等指标来评估死锁解决策略对系统稳定性的影响。