面试题：并发与同步：特定场景下死锁避免算法的优化设计

设计思路

动态优先级调整：考虑任务的资源请求频率和优先级，对于资源请求频繁但优先级较低的任务，适当降低其优先级，为优先级高且资源需求相对稳定的任务让出资源获取机会。
资源预分配预估：根据任务历史资源请求模式，预估未来的资源需求，提前为可能发生的资源分配进行规划，避免资源分配不当导致死锁。
实时监控与反馈：实时监控任务的资源使用情况和系统资源状态，一旦发现潜在的死锁迹象，及时调整资源分配策略。

数据结构

任务表：记录每个任务的ID、优先级、当前资源请求列表、已分配资源列表以及历史资源请求记录。

Task {
    taskID: int,
    priority: int,
    currentRequest: List<Resource>,
    allocatedResources: List<Resource>,
    historyRequests: List<List<Resource>>
}

资源表：记录每种资源的总量、已分配数量以及等待获取该资源的任务列表。

Resource {
    resourceID: int,
    totalAmount: int,
    allocatedAmount: int,
    waitingTasks: List<Task>
}

预分配预估表：根据任务历史请求记录，预估每个任务未来一段时间内可能请求的资源及数量。
```
Prediction {
    taskID: int,
    predictedResources: Map<Resource, int>
}
```

算法流程

初始化：
- 读取系统中的任务和资源信息，初始化任务表和资源表。
- 分析每个任务的历史资源请求记录，填充预分配预估表。
任务资源请求处理：
- 当一个任务提出资源请求时，首先检查预分配预估表，判断此次请求是否符合预估模式。
- 如果符合，检查资源表中对应资源的可分配情况。若资源充足，直接分配资源给任务，并更新任务表和资源表。
- 如果资源不足，将任务加入对应资源的等待列表。
- 如果请求不符合预估模式，根据当前系统资源状态和任务优先级，动态调整任务优先级。若优先级降低后仍有资源可分配，则分配资源；否则加入等待列表。
实时监控与调整：
- 定期检查等待列表中的任务，根据任务等待时间、资源预估情况以及系统当前资源释放情况，重新评估是否可以为等待任务分配资源。
- 若发现某个任务长时间等待且可能导致死锁，尝试从已分配资源的任务中回收部分资源（优先回收优先级低且资源占用可释放的任务），重新分配给等待任务，以避免死锁。
任务完成处理：
- 当一个任务完成时，释放其占用的所有资源，更新资源表，并检查等待列表，看是否有任务可以获得这些释放的资源。若有，则按照调整后的优先级顺序分配资源给等待任务。

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面试题：并发与同步：特定场景下死锁避免算法的优化设计

知识考点

面试题答案

设计思路

数据结构

算法流程