面试题答案
一键面试1. 算法优化
- 资源分配图算法优化：
- 使用资源分配图算法时，传统的死锁检测算法可能时间复杂度较高。可采用分层的资源分配图算法，将资源和进程按一定规则分层，减少每次检测的搜索空间。例如，按资源的使用频率或进程的优先级分层。这样在每次检测死锁时，只需重点检查层与层之间以及本层内的关键部分，从而降低时间复杂度，提高检测效率。
- 增量式死锁检测，当系统状态发生变化（如资源分配、进程释放资源等）时，不是重新进行完整的死锁检测，而是基于变化的部分进行局部检测。通过记录系统状态变化的相关信息，快速定位可能产生死锁的区域，减少不必要的计算，提高系统实时响应能力。
- 死锁避免算法优化：
- 对于银行家算法，在实时性要求高的嵌入式系统中，每次资源请求都执行银行家算法可能过于耗时。可以采用一种简化的银行家算法，例如对资源类型进行分类，只对关键资源类型严格执行银行家算法，对于非关键资源采用更宽松的分配策略。同时，对进程请求资源的模式进行学习和预测，提前判断请求是否可能导致死锁，减少运行时的计算开销。
- 引入启发式规则来辅助死锁避免算法。例如，优先分配资源给剩余运行时间短的进程，这样可以尽快释放资源，降低死锁发生的可能性，同时提高系统整体的资源利用率和性能。
2. 资源调度策略调整
- 资源分配优先级调整：
- 根据进程的实时性要求和重要程度分配资源优先级。对于实时性要求极高且对系统功能至关重要的进程，赋予最高优先级，优先分配所需资源。例如，在一个实时监控的嵌入式系统中，负责数据采集和紧急报警的进程优先级应高于其他非关键进程。这样可以保证关键进程的正常运行，避免因资源等待而产生死锁，同时最大程度减少对系统实时性的影响。
- 动态调整资源分配优先级。随着系统运行，进程的状态和需求可能发生变化。例如，一个原本非关键的进程在执行到某个阶段时可能需要大量资源来完成关键任务，此时应动态提高其资源分配优先级。通过实时监测进程的运行状态和资源需求，合理调整优先级，优化资源分配，降低死锁风险并提高系统性能。
- 资源预分配与回收策略：
- 对于一些已知资源需求模式的进程，可以采用资源预分配策略。在进程启动时，根据其预估的资源需求一次性分配所需资源，避免进程在运行过程中因资源竞争而产生死锁。例如，在一个多媒体处理的嵌入式系统中，视频编码进程的资源需求相对固定，可以在启动时预分配内存、CPU时间等资源。但这种策略需要精确预估资源需求，避免资源浪费。
- 优化资源回收策略，当进程释放资源时，及时通知系统资源管理器，以便快速重新分配这些资源给其他等待的进程。可以采用高效的数据结构（如优先队列）来管理等待资源的进程，按照优先级快速分配释放的资源，提高资源的周转效率，减少因资源闲置而降低系统性能的情况。
- 分时复用资源：
- 对于一些可分时复用的资源，如CPU时间片，采用更精细的分时调度策略。根据进程的实时性要求和资源需求，动态调整时间片的分配。例如，实时性要求高的进程分配较长的时间片，以保证其能在短时间内完成关键任务，减少上下文切换次数，提高系统性能。同时，合理调度分时复用资源，避免因资源争用导致死锁。
- 对于共享内存等资源，采用读写锁机制进行分时复用。对于读操作较多的情况，允许多个进程同时读取共享内存，提高资源利用率；对于写操作，只允许一个进程进行，避免数据冲突和死锁。通过合理配置读写锁的策略，在保证数据一致性的前提下，最大程度降低对系统性能的影响。