Bài giảng Hệ điều hành: Chương 3 - ThS. Phạm Thanh Bình

Bài giảng Hệ điều hành - Chương 3 cung cấp cho người học các kiến thức về Sự bế tắc (Deadlock) bao gồm các kiến thức: Dẫn nhập về sự bế tắc, các khái niệm về bế tắc, xử lý bế tắc. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trang 2

B môn K thu t máy tính & m ng – ộ ỹ ậ ạ

Trang 3

Bài 3.1 – D n nh p ẫ ậ

Khi có hai ho c nhi u ti n trình tác đ ng ặ ề ế ộ

l n nhau, chúng có th gây ra xung đ t và ẫ ể ộ

không gi i quy t đả ế ược. Hi n tệ ượng đó

được g i là s b t c (deadlock). ọ ự ế ắ

Trang 4

Khoa CNTT

H đi u hành ệ ề 3 4

Trang 5

Trang 6

C hai ti n trình cùng ph i ch đ đ ả ế ả ờ ể ượ ấ c c p

n t tài nguyên còn l i, quá trình ch đ i là ố ạ ờ ợ mãi mãi

B t c x y ra!ế ắ ả

Trang 7

Trang 8

Khoa CNTT

Đ nh nghĩa b t c ị ế ắ

M t t p h p các ti n trình b coi là b t c ộ ậ ợ ế ị ế ắ

n u m i ti n trình trong t p h p ph i ch ế ỗ ế ậ ợ ả ờ

m t s ki n, mà s ki n đó l i ch có th ộ ự ệ ự ệ ạ ỉ ể

do m t ti n trình khác trong t p h p t o ộ ế ậ ợ ạ

ra

Trang 9

B n đi u ki n x y ra b t c ố ề ệ ả ế ắ

M i tài nguyên ho c đ ỗ ặ ượ ở ữ c s h u b i m t ti n ở ộ ế

trình duy nh t, ho c đang r nh r i ấ ặ ả ỗ

Các ti n trình đang n m gi tài nguyên đ ế ắ ữ ượ ấ c c p

tr ướ c đó có th g i yêu c u đòi c p tài nguyên ể ử ầ ấ

m i ớ

Không th l y l i các tài nguyên đã đ ể ấ ạ ượ ấ c c p

tr ướ c đó cho ti n trình. Chúng ph i đ ế ả ượ c chính

ti n trình đó gi i phóng ế ả

Ph i có m t hàng đ i vòng tròn g m hai ho c ả ộ ợ ồ ặ

nhi u ti n trình, m i ti n trình l i đang ch m t ề ế ỗ ế ạ ờ ộ

tài nguyên đ ượ ở ữ c s h u b i chính thành viên ti p ở ế theo trong hàng đ i ợ

Trang 10

Khoa CNTT

N u không h i t đ b n đi u ki n nói ế ộ ụ ủ ố ề ệ

trên thì s không có b t c! ẽ ế ắ

Trang 11

Mô hình hoá s b t c ự ế ắ

Holt đã đ a ra cách mô hình hoá b n đi u ư ố ề

ki n trên b ng các s đ nút (năm 1972) ệ ằ ơ ồ

Nút ti n trình đế ược khoanh tròn

Nút tài nguyên được đóng khung vuông

Trang 12

Khoa CNTT

Trang 13

Mũi tên được n i t nút tài nguyên t i nút ố ừ ớ

ti n trình nghĩa là tài nguyên đó do ti n ế ế

trình đó yêu c u, và đã đầ ược phân cho ti n ế

trình, ti n trình hi n đang s h u nó ế ệ ở ữ (hình

a)

Mũi tên được n i t ti n trình t i tài ố ừ ế ớ

nguyên, nghĩa là ti n trình đó hi n đang b ế ệ ị

d ng đ ch nh n đừ ể ờ ậ ược tài nguyên đó

(hình b)

Trang 14

Khoa CNTT

Xét hình c:

Ti n trình C đang ch tài nguyên T ế ờ

Tài nguyên T l i do ti n trình D n m gi ạ ế ắ ữ

Ti n trình D không th gi i phóng T vì nó ế ể ả

đang ch tài nguyên U ờ

Tài nguyên U l i đang thu c v C ạ ộ ề

T o thành m t vòng khép kín, b t c x y ạ ộ ế ắ ả

ra!

Trang 15

Ví d : x y ra b t c ụ ả ế ắ

Trang 16

Trang 17

Sau bước (q) có th ti p t c ch y ti n ể ế ụ ạ ế

trình B và c p cho nó tài nguyên S mà ấ

không gây ra b t cế ắ

Trang 18

Khoa CNTT

N u vi c th c hi n m t yêu c u c a ti n ế ệ ự ệ ộ ầ ủ ế

trình có nguy c d n đ n b t c, h đi u ơ ẫ ế ế ắ ệ ề

hành có th treo ti n trình mà không c n th c ể ế ầ ự

hi n yêu c u đó cho t i khi th y an toàn! ệ ầ ớ ấ

Trang 19

Bài 3.3 – X lý b t c ử ế ắ

B n chi n lố ế ược x lý b t c ử ế ắ

Phát hi n b t cệ ế ắ

Gi i quy t b t cả ế ế ắ

Trang 20

Ngăn ch n, b ng cách lo i b s t n t i ặ ằ ạ ỏ ự ồ ạ

c a m t trong b n đi u ki n c n thi t gây ra ủ ộ ố ề ệ ầ ế

b t cế ắ

(*) Ta s t p trung ch y u vào v n đ này ẽ ậ ủ ế ấ ề

Trang 21

Phát hi n b t c ệ ế ắ

Ví d :ụ

Xét h th ng g m có b y ti n trình (t A ệ ố ồ ả ế ừ

đ n G), và có sáu tài nguyên (t R đ n W). ế ừ ế(Tr ng thái c a các tài nguyên và ti n trình ạ ủ ế

được trình bày trang sau)ở

“H th ng này có b b t c không? và n u ệ ố ị ế ắ ế

có thì s bao g m nh ng ti n trình nào?” ẽ ồ ữ ế

Trang 22

Khoa CNTT

Ti n trình A đang n m tài nguyên R và mu n có ế ắ ố thêm S.

Trang 23

Trang 24

S có th để ược phân ph i cho chúng, khi ố

dùng xong chúng có th tr l i đ ti n trình ể ả ạ ể ếkhác s d ng ử ụ

Trang 25

Gi i thu t phát hi n vòng kín ả ậ ệ

Có r t nhi u gi i thu t khác nhau đ t ấ ề ả ậ ể ự

đ ng phát hi n ra vòng kín, dộ ệ ưới đây ta ch ỉxem xét m t gi i thu t đ n gi nộ ả ậ ơ ả

Trang 26

Khoa CNTT

1. Gi s có N nút trong s đ ả ử ơ ồ L n l ầ ượ t th c ự

hi n 5 b ệ ướ c sau đây cho t ng nút ừ

2. Kh i t o L (là m t danh sách r ng), và đ m ở ạ ộ ỗ ả

b o r ng t t c các mũi tên đ u ch a b đánh ả ằ ấ ả ề ư ị

d u.ấ

3. Đ t nút hi n hành vào cu i danh sách L và ặ ệ ố

ki m tra xem li u nút này có xu t hi n trong ể ệ ấ ệdanh sách hai l n không. N u có thì t c là đã ầ ế ứ

t o thành vòng kín, gi i thu t k t thúc.ạ ả ậ ế

Các b ướ ủ c c a gi i thu t ả ậ

Trang 27

4. Ki m tra nút hi n hành xem có mũi tên nào đi ra mà ể ệ

l i ch a đ ạ ư ượ c đánh d u không. N u có thì chuy n ấ ế ể sang b ướ c 5, n u không có thì chuy n sang b ế ể ướ c 6.

5. Ch n ng u nhiên m t mũi tên (trong s các mũi tên ọ ẫ ộ ố

ch a đ ư ượ c đánh d u) r i ti n hành đánh d u nó. Đi ấ ồ ế ấ theo h ướ ng mũi tên đó đ đ n m t nút m i, r i quay ể ế ộ ớ ồ

tr l i b ở ạ ướ c 3.

6. Ta đã đi đ n đi m cu i. Xoá b nó và quay tr l i ế ể ố ỏ ở ạ nút tr ướ c đó, ti p t c áp d ng b ế ụ ụ ướ c 3. N u nút này ế chính là nút ban đ u, s đ đó s không có b t c ầ ơ ồ ẽ ấ ứ

vòng kín nào, và thu t toán k t thúc. ậ ế

Trang 28

Trang 29

Trang 30

Khoa CNTT

B t đ u t nút R: ắ ầ ừ

Ban đ u L là m t danh sách r ng ầ ộ ỗ

Đ t R vào danh sách r i đi t i nút ti p theo là A, ặ ồ ớ ế

thêm A vào danh sách. Nh v y ư ậ L = [R, A].

T A ta đi t i S, và ừ ớ L = [R, A, S].

S không có mũi tên đi ra nào, nó là m t đi m cu i, ộ ể ố nên ta s quay tr l i A. Do A không có mũi tên đi ẽ ở ạ

ra nào ch a đ ư ượ c đánh d u, nên ta s quay l i R, ấ ẽ ạ

hoàn thành vi c ki m tra v i nút R. ệ ể ớ

Trang 31

Ti p theo s b t đ u t A: ế ẽ ắ ầ ừ

Danh sách L được làm r ngỗ

Đ t A vào danh sách r i đi t i nút ti p theo ặ ồ ớ ế

là S, thêm S vào danh sách. Nh v y ư ậ L = [A, S].

S là m t đi m cu i, nên ta s quay tr l i A, ộ ể ố ẽ ở ạhoàn thành vi c ki m tra v i nút A.ệ ể ớ

Trang 32

T i đây ta s ph i l a ch n ng u nhiên nút ti p ạ ẽ ả ự ọ ẫ ế

theo. N u ch n nút S, đó là m t đi m cu i, và ta ế ọ ộ ể ố

s quay l i D. ẽ ạ

Sau đó ta ch n đ ọ ượ c T và đ t vào danh sách: ặ L =

[B, T , E, V, G, U, D, T] , t i đi m này ta đã phát ạ ể

hi n ra vòng l p kín, gi i thu t k t thúc! ệ ặ ả ậ ế

Trang 33

Gi i quy t b t c ả ế ế ắ

Sau khi phát hi n b t c c n làm gì đ h ệ ế ắ ầ ể ệ

th ng ho t đ ng tr l i? ố ạ ộ ở ạ

Bi n pháp gi i phóng tài nguyên ệ ả

Bi n pháp quay tr l i ệ ở ạ

Bi n pháp hu b ti n trình ệ ỷ ỏ ế

Trang 34

Khoa CNTT

Trong m t s trộ ố ường h p, ta có th t m ợ ể ạ

l y tài nguyên c a m t ti n trình nào đó và ấ ủ ộ ếgiao cho ti n trình khác ế

Bi n pháp này ph thu c r t nhi u vào ệ ụ ộ ấ ề

thu c tính c a tài nguyên đó, và không d ộ ủ ễ

th c hi n. ự ệ

Trang 35

Bi n pháp quay tr l i ệ ở ạ

Ti n trình đang s h u tài nguyên s b “reset” ế ở ữ ẽ ị

v th i đi m tr ề ờ ể ướ c khi nó giành đ ượ c tài nguyên.

T t c các công vi c đã làm sau th i đi m đó s ấ ả ệ ờ ể ẽ

b m t ị ấ

Tài nguyên đó có th đ ể ượ c phân ph i cho m t ố ộ

ti n trình khác đang b t c. ế ế ắ

Khi ti n trình đ ế ượ c kh i đ ng tr l i, n u nó ở ộ ở ạ ế

mu n giành l y tài nguyên, nó s ph i ch cho ố ấ ẽ ả ờ

t i khi tài nguyên đó s n sàng ớ ẵ

C n có c ch l u tr tr ng thái c a ti n trình ầ ơ ế ư ữ ạ ủ ế

trong quá kh , đ có th quay tr l i ứ ể ể ở ạ

Trang 36

Khoa CNTT

Bi n pháp hu b ti n trình ệ ỷ ỏ ế

Bi n pháp thô b o nh t, nh ng cũng đ n ệ ạ ấ ư ơ

gi n nh t đ gi i quy t b t c là hu b ả ấ ể ả ế ế ắ ỷ ỏ

m t ho c nhi u ti n trình. ộ ặ ề ế

Có th hu b m t ti n trình trong vòng ể ỷ ỏ ộ ế

kín. N u may m n thì các ti n trình còn l i ế ắ ế ạ

có th ti p t c ho t đ ng. Còn n u ch a ể ế ụ ạ ộ ế ư

được thì có th ti p t c hu b các ti n ể ế ụ ỷ ỏ ế

trình khác cho t i khi vòng kín b phá v ớ ị ỡ

Trang 37

Các v n đ ấ ề Phòng tránh b t c ế ắ , Ngăn

ch n b t c ặ ế ắ sinh viên t nghiên c u ự ứ

trong cu n Modern Operating Systems.ố

Trang 38

Khoa CNTT

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	729,38 KB