實(shí)現(xiàn)銀行家算法

1、銀行家算法法 銀行家家算法是一一種最有代代表性的避避免死鎖的的算法。 要解釋釋銀行家算算法，必須須先解釋操操作系統(tǒng)安安全狀態(tài)和和不安全狀狀態(tài)。 安全狀狀態(tài)：如果果存在一個(gè)個(gè)由系統(tǒng)中中所有進(jìn)程程構(gòu)成的安安全序列PP1，PPn，則系系統(tǒng)處于安安全狀態(tài)。安全狀態(tài)態(tài)一定是沒沒有死鎖發(fā)發(fā)生。 不安全全狀態(tài):不不存在一個(gè)個(gè)安全序列列。不安全全狀態(tài)不一一定導(dǎo)致死死鎖。 那么什什么是安全全序列呢？ 安全序序列：一個(gè)個(gè)進(jìn)程序列列P1，Pn是安全的的，如果對(duì)對(duì)于每一個(gè)個(gè)進(jìn)程Pii(1iin），它它以后尚需需要的資源源量不超過過系統(tǒng)當(dāng)前前剩余資源源量與所有有進(jìn)程Pjj (j i )當(dāng)前占占有資源量量之和。 銀行家家

2、算法： 我們可可以把操作作系統(tǒng)看作作是銀行家家，操作系系統(tǒng)管理的的資源相當(dāng)當(dāng)于銀行家家管理的資資金，進(jìn)程程向操作系系統(tǒng)請(qǐng)求分分配資源相相當(dāng)于用戶戶向銀行家家貸款。操操作系統(tǒng)按按照銀行家家制定的規(guī)規(guī)則為進(jìn)程程分配資源源，當(dāng)進(jìn)程程首次申請(qǐng)請(qǐng)資源時(shí)，要要測(cè)試該進(jìn)進(jìn)程對(duì)資源源的最大需需求量，如如果系統(tǒng)現(xiàn)現(xiàn)存的資源源可以滿足足它的最大大需求量則則按當(dāng)前的的申請(qǐng)量分分配資源，否否則就推遲遲分配。當(dāng)當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)執(zhí)行中繼續(xù)續(xù)申請(qǐng)資源源時(shí)，先測(cè)測(cè)試該進(jìn)程程已占用的的資源數(shù)與與本次申請(qǐng)請(qǐng)的資源數(shù)數(shù)之和是否否超過了該該進(jìn)程對(duì)資資源的最大大需求量。若超過則則拒絕分配配資源，若若沒有超過過則再測(cè)試試系統(tǒng)現(xiàn)存存的資源能能否

3、滿足該該進(jìn)程尚需需的最大資資源量，若若能滿足則則按當(dāng)前的的申請(qǐng)量分分配資源，否否則也要推推遲分配。 算法： n：系系統(tǒng)中進(jìn)程程的總數(shù) m：資資源類總數(shù)數(shù) Avaailabble: ARRAAY1.m of iintegger; Maxx: ARRRAY1.nn,1.m oof inntegeer; Alllocattion: ARRRAY11.n,1.mm off inttegerr; Neeed: AARRAYY1.n,1.m of iintegger; Reqquestt: ARRRAY1.nn,1.m oof inntegeer; 符號(hào)說說明： Avaailabble 可可用剩余資資源

4、Maxx 最大需需求 Alllocattion 已分配資資源 Neeed 需求求資源 Reqquestt 請(qǐng)求資資源 當(dāng)進(jìn)程程pi提出出資源申請(qǐng)請(qǐng)時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)執(zhí)行下列列 步驟：(“=”為賦值符符號(hào)，“=”為等等號(hào)) steep（1）若若Requuest=Neeed, ggoto stepp（2）；否則錯(cuò)誤誤返回 steep（2）若若Requuest=Avaailabble, gotoo steep（3）；否則進(jìn)程程等待 steep（3）假假設(shè)系統(tǒng)分分配了資源源，則有： Avaailabble=AAvaillablee-Reqquestt; Alllocattion=Alloocatiion+RR

5、equeest; Neeed=Neeed-RRequeest 若系統(tǒng)統(tǒng)新狀態(tài)是是安全的，則則分配完成成 若系統(tǒng)統(tǒng)新狀態(tài)是是不安全的的，則恢復(fù)復(fù)原狀態(tài)，進(jìn)進(jìn)程等待 為進(jìn)行行安全性檢檢查，定義義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)： Worrk:ARRRAY1.mm off inttegerr; Finnish:ARRAAY1.n of BBooleean; 安全性性檢查的步步驟： steep (11): Worrk=Avvailaable; Finnish=falsse; steep (22) 尋找找滿足條件件的i： a.FFinissh=ffalsee; b.NNeed=Worrk; 如果不不存在，ggoto step

6、p(4) steep(3) Worrk=Woork+AAlloccatioon; Finnish=truee; gotto sttep(22) steep (44) 若對(duì)對(duì)所有i,Finiish=ttrue,則系統(tǒng)處處于安全狀狀態(tài)，否則則處于不安安全狀態(tài) /* 銀行家算算法，操作作系統(tǒng)概念念(OS concceptss Sixx Ediitionn) reeedit by JJohnnny haagen，SSCAU，rrun aat vcc6.0 */ #inncludde mmallooc.h #inncludde sstdioo.h #inncludde sstdliib.h #deefi

7、nee alllocleen siizeoff(strruct alloocatiion) #deefinee maxxlen sizeeof(sstrucct maax) #deefinee avaalen sizeeof(sstrucct avvailaable) #deefinee neeedlenn sizzeof(struuct nneed) #deefinee finnilenn sizzeof(struuct ffinissh) #deefinee patthlenn sizzeof(struuct ppath) strruct alloocatiion intt vallue;

8、 strruct alloocatiion *nextt; ; strruct max intt vallue; strruct max *nexxt; ; strruct avaiilablle /*可用資源源數(shù)*/ intt vallue; strruct avaiilablle *nnext; ; strruct needd /*需需求資源數(shù)數(shù)*/ intt vallue; strruct needd *neext; ; strruct pathh intt vallue; strruct pathh *neext; ; strruct finiish intt staat; strru

9、ct finiish *nextt; ; intt maiin() intt roww,collum,sstatuus=0,i,j,t,teemp,pproceessteest; strruct alloocatiion *alloocheaad,*aallocc1,*aallocc2,*aallocctempp; strruct max *maxxheadd,*maaxiumm1,*mmaxiuum2,*maxttemp; strruct avaiilablle *aavaheead,*avaiilablle1,*avaiilablle2,*workkheadd,*woork1,*worrk

10、2,*workktempp,*woorkteemp1; strruct needd *neeedheead,*needd1,*nneed22,*neeedteemp; strruct finiish *finiiheadd,*fiinishh1,*ffinissh2,*finiishteemp; strruct pathh *paathheead,*pathh1,*ppath22; priintf(n請(qǐng)請(qǐng)輸入系統(tǒng)統(tǒng)資源的種種類數(shù):); scaanf(%d,&collum); priintf(請(qǐng)輸入入現(xiàn)時(shí)內(nèi)存存中的進(jìn)程程數(shù):); scaanf(%d,&roww); priintf(請(qǐng)輸入入已分配

11、資資源矩陣:n); forr(i=00;irrow;ii+) forr (j=0;jnexxt=allloc22-neext=NNULL; scaanf(%d,&alllocheead-valuue); staatus+; elsse allloc2=(strruct alloocatiion *)mallloc(allooclenn); scaanf(%d,%d,&allooc2-valuue); if(stattus=1) alllocheead-nextt=allloc2; staatus+; allloc1-nexxt=allloc22; allloc1=allooc2; allloc

12、2-nexxt=NUULL; staatus=0; priintf(請(qǐng)輸入入最大需求求矩陣:n); forr(i=00;irrow;ii+) forr (j=0;jneext=mmaxiuum2-nextt=NULLL; scaanf(%d,&maxxium11-vaalue); staatus+; elsse maxxium22=(sttructt maxx *)mmallooc(maaxlenn); scaanf(%d,%d,&maxiium2-vallue); if(stattus=1) maxxheadd-neext=mmaxiuum2; staatus+; maxxium11-nee

13、xt=mmaxiuum2; maxxium11=maxxium22; maxxium22-neext=NNULL; staatus=0; priintf(請(qǐng)輸入入現(xiàn)時(shí)系統(tǒng)統(tǒng)剩余的資資源矩陣:n); forr (j=0;jnexxt=avvailaable22-neext=NNULL; worrk1-nextt=worrk2-nextt=NULLL; scaanf(%d,&avaailabble1-vallue); worrk1-valuue=avvailaable11-vaalue; staatus+; elsse avaailabble2=(strruct avaiilablle*)mmal

14、looc(avvalenn); worrk2=(struuct aavaillablee*)maallocc(avaalen); scaanf(%d,%d,&avaiilablle2-valuue); worrk2-valuue=avvailaable22-vaalue; if(stattus=1) avaaheadd-neext=aavaillablee2; worrkheaad-nnext=workk2; staatus+; avaailabble1-nexxt=avvailaable22; avaailabble1=avaiilablle2; worrk1-nextt=worrk2; w

15、orrk1=wwork22; avaailabble2-nexxt=NUULL; worrk2-nextt=NULLL; staatus=0; alllocteemp=aalloccheadd; maxxtempp=maxxheadd; forr(i=00;irrow;ii+) forr (j=0;jnextt=neeed2-nextt=NULLL; neeed1-valuue=maaxtemmp-vvaluee-alllocteemp-valuue; staatus+; elsse neeed2=(struuct nneed *)maallocc(neeedlenn); neeed2-val

16、uue=(mmaxteemp-valuue)-(allooctemmp-vvaluee); if(stattus=1) neeedheaad-nnext=needd2; staatus+; neeed1-nextt=neeed2; neeed1=nneed22; maxxtempp=maxxtempp-neext; alllocteemp=aallocctempp-neext; neeed2-nextt=NULLL; staatus=0; forr(i=00;ineext=ffinissh2-nextt=NULLL; finnish11-sttat=00; staatus+; elsse fi

17、nnish22=(sttructt finnish*)mallloc(finiilen); finnish22-sttat=00; if(stattus=1) finniheaad-nnext=finiish2; staatus+; finnish11-neext=ffinissh2; finnish11=finnish22; finnish22-neext=NNULL; /*IInitiializzatioon coompleeatedd*/ staatus=0; proocessstestt=0; forr(temmp=0;tempproww;temmp+) alllocteemp=aal

18、loccheadd; neeedtemmp=neeedheead; finnishttemp=finiiheadd; worrktemmp=woorkheead; forr(i=00;istatt=0) forr(j=00;jnextt,worrktemmp=woorkteemp-nextt) if(needdtempp-vaaluevvaluee) proocessstestt+; if(proccessttest=collum) forr(j=00;jvaluue+=aallocctempp-vaalue; worrktemmp1=wworkttemp11-neext; alllocteemp=aallocctempp-neext; if(stattus=0) patthheaad=paath1=pathh2=(sstrucct paath*)mallloc(ppathllen); patth1-nextt=patth2-nextt=NULLL; patth1-valuue=i; staatus+; elsse patth2=(