面试题：并发与同步：内存分配策略对死锁形成的潜在作用

Question

不同的内存分配策略，如首次适应、最佳适应、最坏适应等，在多进程并发执行的场景中，对死锁的形成有哪些潜在的影响？请详细分析每种策略下死锁形成的可能性及相关原因。

Answer 1

首次适应

• 死锁形成可能性：相对适中。
• 原因：首次适应算法从空闲分区链的开头开始查找，找到第一个能满足进程需求的分区就分配。在多进程并发环境下，若进程请求的内存大小差异较大，可能导致空闲分区碎片化。但这种碎片化相对有序，新进程仍有机会找到合适分区。不过，如果系统中存在一组进程，它们对内存的请求和释放模式不合理，比如某些进程长期占用较大分区，而其他进程持续请求小分区，可能导致空闲分区无法满足后续进程需求，进而引发死锁。

最佳适应

• 死锁形成可能性：较高。
• 原因：最佳适应算法总是选择与进程请求大小最接近的空闲分区进行分配。这会使得内存中很快产生大量难以利用的小碎片。在多进程并发执行时，这些碎片可能导致后续进程即使所需内存量不大，也无法找到连续的空闲空间。当多个进程都在等待这些无法组合利用的碎片来满足其内存需求时，就容易形成死锁。

最坏适应

• 死锁形成可能性：相对较低。
• 原因：最坏适应算法每次选择最大的空闲分区进行分配。这样做能在一定程度上减少碎片的产生，因为大分区被分配后，剩余的空闲分区仍相对较大，后续进程更有可能找到合适的分区。但如果有一些进程请求的内存大小与最大分区相差悬殊，可能会导致大分区被不合理分割，不过整体而言，相比最佳适应，其产生死锁的可能性较低，因为空闲分区相对更规整，更有利于后续进程的分配。