Vấn đề Deadlock Trong Hệ Thống - Tài Liệu, Ebook

Có thể bạn quan tâm

Đăng ký
Đăng nhập
Liên hệ

Thư viện tài liệu, ebook tổng hợp lớn nhất Việt Nam

Website chia sẻ tài liệu, ebook tham khảo cho các bạn học sinh, sinh viên

Trang Chủ
Tài Liệu
Upload

Trang Chủ › Công Nghệ Thông Tin›Phần Cứng›Vấn đề deadlock trong hệ thống Vấn đề deadlock trong hệ thống

? Hệ thống phải “checkpoint” thường xuyên các quá trình ? Checkpoint một quá trình nghĩa là ghi trạng thái của quá trình tại một thời điểm (vd ghi vào một file) để sau này có thể tiếp tục quá trình từ trạng thái đó ? Xử lý deadlock: vòng lặp ? Xác định quá trình P đang giữ tài nguyên mà quá trình Q đang deadlocked cần ? Rollback quá trình P về một thời điểm mà nó chưa có tài nguyên này ? Cấp phát tài nguyên này cho quá trình Q ? Tiếp tục P ? Thoát vòng lặp nếu không còn phát hiện deadlock

56 trang | Chia sẻ: tuanhd28 | Lượt xem: 2990 | Lượt tải: 0

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Vấn đề deadlock trong hệ thống, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên1 Deadlock  Mô hình hóa hệ thống  Đồ thị cấp phát tài nguyên  Phương pháp giải quyết deadlock  Ngăn deadlock  Tránh deadlock  Phát hiện deadlock  Phục hồi khỏi deadlock 2 From A.Gottlieb 3 Vấn đề deadlock trong hệ thống  Một tập các process là deadlock(ed) khi mỗi process trong tập này giữ tài nguyên và chờ tài nguyên mà một process khác trong tập đang giữ  Ví dụ ● Giả sử hệ thống có một printer và một DVD drive. Quá trình P1 đang giữ DVD drive, quá trình P2 đang giữ printer. Bây giờ P1 yêu cầu printer và phải đợi, và P2 yêu cầu DVD drive và phải đợi 4 Mô hình hóa hệ thống  Hệ thống gồm các loại tài nguyên, kí hiệu R 1 , R 2 ,, R m ● Tài nguyên: CPU cycle, không gian bộ nhớ, thiết bị I/O, file, • Mỗi loại tài nguyên R i có W i thực thể (instance)  Process sử dụng tài nguyên theo các bước ● Yêu cầu (request): process phải chờ nếu yêu cầu không được đáp ứng ngay ● Sử dụng (use): process sử dụng tài nguyên ● Hoàn trả (release): process hoàn trả tài nguyên 5  Các tác vụ yêu cầu và hoàn trả được gọi qua system call. Ví dụ ● request/release device ● open/close file ● allocate/free memory 6 Deadlock: Điều kiện cần (1/2) Bốn điều kiện cần (necessary condition) để xảy ra deadlock 1. Mutual exclusion: một tài nguyên có thể được cấp phát cho nhiều lắm là 1 quá trình (tức là không chia sẻ được) 2. Hold and wait: một quá trình đang giữ tài nguyên được phép yêu cầu thêm tài nguyên khác Nhận xét: “mutual exclusion” ở đây và “mutual exclusion” trong chương về đồng bộ là hai khái niệm khác nhau 7 Deadlock: Điều kiện cần (2/2) 3. No preemption: (= no resource preemption) không lấy lại tài nguyên đã cấp phát cho quá trình, ngoại trừ khi quá trình tự hoàn trả nó 4. Circular wait: tồn tại một tập {P 1 ,,P n } các quá trình đang đợi sao cho P 1 đợi một tài nguyên mà P 2 đang giữ P 2 đợi một tài nguyên mà P 3 đang giữ P n đợi một tài nguyên mà P 1 đang giữ Để ý: Nếu một tài nguyên gồm nhiều instance thì “tài nguyên” đề cập ở trên là một instance của tài nguyên 8 Bốn điều kiện cần cho deadlock: nhận xét  Liên quan đến chính sách cấp phát tài nguyên của hệ thống  Đặc điểm tĩnh của hệ thống và các tài nguyên ● Luôn đúng hoặc luôn sai, không thay đổi theo thời gian 9 Resource Allocation Graph (1/2)  Resource allocation graph (RAG) là đồ thị có hướng, với tập đỉnh V và tập cạnh E ● Tập đỉnh V gồm 2 loại: P = {P 1 , P 2 ,, P n } (Tất cả process trong hệ thống) R = {R 1 , R 2 ,, R m } (Tất cả các loại tài nguyên trong hệ thống) ● Tập cạnh E gồm 2 loại: Request edge: cạnh có hướng từ P i đến R j Assignment edge: cạnh có hướng từ R j đến P i 10 Resource Allocation Graph (2/2) Ký hiệu  Process:  Loại tài nguyên với 4 thực thể:  P i yêu cầu một thực thể của R j :  P i đang giữ một thực thể của R j : Pi Pi Pi Rj Rj Rj 11 Ví dụ về RAG (1/2) R1 R3 P1 P2 P3 R2 R4 12 Ví dụ về RAG (2/2) R1 R3 P1 P2 P3 R2 R4 Deadlock xảy ra! 13 RAG và deadlock (1/2)  Ví dụ một RAG chứa chu trình nhưng không xảy ra deadlock: trường hợp P 4 trả lại instance của R 2 . R1 P1 P2 P3 R2 P4 14 RAG và deadlock (2/2)  RAG không chứa chu trình  không có deadlock  RAG chứa một (hay nhiều) chu trình ● Nếu mỗi loại tài nguyên chỉ có một thực thể  deadlock ● Nếu mỗi loại tài nguyên có nhiều thực thể  có thể xảy ra deadlock 15 Các phương pháp giải quyết deadlock (1/2) • Ba phương pháp • 1. Bảo đảm rằng hệ thống không rơi vào tình trạng deadlock bằng cách ngăn (preventing) hoặc tránh (avoiding) deadlock. • Khác biệt ● Ngăn deadlock: không cho phép (ít nhất) một trong 4 điều kiện cần cho deadlock ● Tránh deadlock: các quá trình cần cung cấp thông tin về tài nguyên nó cần để hệ thống cấp phát tài nguyên một cách phù hợp 16 Các phương pháp giải quyết deadlock (2/2) • 2. Cho phép hệ thống vào trạng thái deadlock, nhưng sau đó phát hiện deadlock và phục hồi hệ thống. • 3. Bỏ qua mọi vấn đề, xem như deadlock không bao giờ xảy ra trong hệ thống. ● Deadlock không được phát hiện, dẫn đến việc giảm hiệu suất của hệ thống. Cuối cùng, hệ thống có thể phải ngưng hoạt động và phải được khởi động lại. ● Khá nhiều hệ điều hành sử dụng phương pháp này. 17 Ngăn deadlock (1/4) Ngăn deadlock bằng cách ngăn một trong 4 điều kiện cần của deadlock 1. Ngăn Mutual Exclusion ● đối với nonsharable resource (vd: printer): không làm được ● đối với sharable resource (vd: read-only file và tác vụ cho phép lên file chỉ là đọc): không cần thiết 18 Ngăn deadlock (2/4) 2. Ngăn Hold and Wait ● Cách 1: mỗi process yêu cầu toàn bộ tài nguyên cần thiết một lần. Nếu có đủ tài nguyên thì hệ thống sẽ cấp phát, nếu chưa đủ tài nguyên thì process sẽ bị blocked. ● Cách 2: khi yêu cầu tài nguyên, process không đang giữ bất kỳ tài nguyên nào. Nếu đang giữ thì phải trả lại trước khi yêu cầu. ● Ví dụ để so sánh hai cách trên: in dữ liệu từ tape drive.  Theo cách 1: process yêu cầu tape drive và printer một lần; có thể vừa đọc vừa in hoặc đọc xong rồi in  Theo cách 2: process yêu cầu tape drive, đọc vào bộ nhớ, trả lại tape drive, rồi yêu cầu printer ● Nhận xét: cách 1 là trường hợp đặc biệt của cách 2. 19 2. (tt) ● Khuyết điểm của các cách trên:  Hiệu suất sử dụng tài nguyên (resource utilization) thấp  Quá trình có thể bị starvation 20 Ngăn deadlock (3/4) 3. Ngăn No Preemption Cho phép lấy lại tài nguyên đã cấp phát cho quá trình (thường phải bảo đảm quá trình sau đó có thể tiếp tục bình thường)  Chỉ thích hợp cho loại tài nguyên có trạng thái dễ dàng lưu và phục hồi như ● CPU ● Register ● Vùng nhớ Không thích hợp cho loại tài nguyên như printer, DVD drive 21 3. Ngăn No Preemption (tt) Một cách sử dụng preemption: Nếu process A có giữ tài nguyên và yêu cầu thêm tài nguyên nhưng tài nguyên này chưa cấp phát ngay được (một triệu chứng của deadlock), thì hệ thống ● lấy lại (preempt) mọi tài nguyên mà A đang giữ, ● ghi nhận những tài nguyên của A đã bị lấy lại và tài nguyên mà A đã yêu cầu thêm, ● tiếp tục A khi có đủ tài nguyên cho nó. 22 Ngăn deadlock (4/4) 4. Ngăn Circular Wait Một giải pháp: tập các loại tài nguyên trong hệ thống được gán một thứ tự hoàn toàn. ● Ví dụ: F(tape drive) = 1, F(disk drive) = 5, F(printer) = 12  F là hàm định nghĩa thứ tự trên tập các loại tài nguyên. 23 4. Ngăn Circular Wait (tt) ● Cách 1: mỗi process yêu cầu thực thể của tài nguyên theo thứ tự tăng dần (định nghĩa bởi hàm F) của loại tài nguyên. Ví dụ  Chuỗi yêu cầu thực thể hợp lệ: tape drive  disk drive  printer  Chuỗi yêu cầu thực thể không hợp lệ: disk drive  tape drive ● Mở rộng cách 1: Khi một process yêu cầu một thực thể của loại tài nguyên R j thì nó phải trả lại các tài nguyên R i với F(R i ) > F(R j )  Ví dụ: Yêu cầu loại TN 1, rồi 3, rồi 5; nếu muốn yêu cầu loại 2 thì phải trả lại loại 3 và 5 rồi mới yêu cầu loại 2 24 4. Ngăn Circular Wait (tt) ● “Chứng minh”: phản chứng  F(R 4 ) < F(R 1 )  F(R 1 ) < F(R 2 )  F(R 2 ) < F(R 3 )  F(R 3 ) < F(R 4 ) • Vậy F(R 4 ) < F(R 4 ), mâu thuẩn! P1 R1 P2 P4 P3 R3 R2 R4 yêu cầu giữ 25 Tránh deadlock  Với ngăn deadlock, tài nguyên không được sử dụng hiệu quả ● Quá trình không tận dụng được khả năng dùng tài nguyên (khác nhau) đồng thời  Tránh deadlock ● Mỗi process phải khai báo số lượng tài nguyên tối đa nó cần  Giải thuật tránh deadlock sẽ điều khiển trạng thái cấp phát tài nguyên (resource-allocation state) sao cho hệ thống không rơi vào deadlock • Trạng thái cấp phát tài nguyên được định nghĩa bởi ● số tài nguyên còn lại, ● số tài nguyên đã được cấp phát, và ● yêu cầu tối đa của mỗi process 26 Chuỗi an toàn (1/4)  Giả sử, tại một thời điểm, hệ thống có n quá trình  Nếu sắp xếp được các quá trình thành một chuỗi P 1 , P 2 ,, P n  sao cho ● Với mọi i = 1,,n, yêu cầu tối đa về tài nguyên của P i có thể được thỏa bởi  tài nguyên mà hệ thống đang có sẵn sàng (available) cùng với tài nguyên mà tất cả P j , j < i, đang giữ (i = 2,) thì chuỗi được gọi là chuỗi an toàn 27 Chuỗi an toàn (1’/4)  Diễn dịch thứ tự quá trình trong chuỗi an toàn là thứ tự thời điểm quá trình yêu cầu tài nguyên trong trường hợp xấu nhất (yêu cầu thêm tối đa) ● Chỉ là giả định! Pj Pi P1 P2 Pn available resources m a x re s . n e e d a ll re s . Thời gian 28 Chuỗi an toàn (2/4)  Một trạng thái của hệ thống được gọi là an toàn (safe) nếu tồn tại một chuỗi an toàn (safe sequence)  Một trạng thái của hệ thống được gọi là không an toàn (unsafe) nếu không tồn tại một chuỗi an toàn  Nhận xét: có thể tồn tại nhiều chuỗi an toàn khác nhau cho cùng một tập các quá trình 29 Chuỗi an toàn (3/4) Ví dụ: Hệ thống có 12 tape drive và 3 quá trình P 0 , P 1 , P 2  Giả sử hệ thống còn 3 tape drive sẵn sàng và giả sử trạng thái hệ thống là ● Chuỗi P 1 , P 0 , P 2  là chuỗi an toàn  hệ thống là an toàn P 0 10 5 P 1 4 2 P 2 9 2 cần tối đa đang giữ 30 Chuỗi an toàn (4/4)  Giả sử hệ thống còn 2 tape drive sẵn sàng và giả sử trạng thái hệ thống là ● Hệ thống là không an toàn P 0 10 5 P 1 4 2 P 2 9 3 cần tối đa đang giữ 31 Trạng thái safe/unsafe và deadlock (1/2)  Ý tưởng cho giải pháp tránh deadlock Khi một process yêu cầu tài nguyên, hệ thống sẽ kiểm tra: nếu việc cấp phát này không dẫn đến tình trạng unsafe thì sẽ cấp phát ngay. 32 Trạng thái safe/unsafe và deadlock (2/2)  Nếu hệ thống đang ở trạng thái safe  không deadlock  Nếu hệ thống đang ở trạng thái unsafe  có thể dẫn đến deadlock  Tránh deadlock bằng cách cấp phát tài nguyên sao cho hệ thống không đi vào vùng unsafe safe deadlock unsafe 33 Giải thuật banker  Áp dụng cho hệ thống cấp phát tài nguyên trong đó mỗi loại tài nguyên có thể có nhiều instance  Điều kiện ● Mỗi process phải khai báo số lượng thực thể (instance) tối đa của mỗi loại tài nguyên mà nó cần ● Khi process yêu cầu tài nguyên thì có thể phải đợi mặc dù tài nguyên được yêu cầu đang có sẵn ● Khi process đã có được đầy đủ tài nguyên thì phải hoàn trả trong một khoảng thời gian hữu hạn nào đó 34  Giải thuật banker gồm ● Giải thuật kiểm tra trạng thái an toàn ● Giải thuật cấp phát tài nguyên ● Giải thuật phát hiện deadlock 35 Giải thuật kiểm tra trạng thái an toàn (1/4) n: số process, m: số loại tài nguyên Cấu trúc dữ liệu Available: vector độ dài m Available[ j ] = k  loại tài nguyên R j có k instance sẵn sàng Max: ma trận n  m Max[ i, j ] = k  quá trình P i yêu cầu tối đa k instance của loại tài nguyên R j Allocation: ma trận n  m Allocation[i, j ] = k  P i đã được cấp phát k instance của R j Need: ma trận n  m Need[i, j ] = k  tại thời điểm này, P i có thể yêu cầu thêm tối đa k instance của R j Nhận xét: Need[i, j ] = Max[i, j ] – Allocation[i, j ] Ký hiệu Y  X  Y[i]  X[i], ví dụ (0, 3, 2, 1)  (1, 7, 3, 2) 36 Giải thuật kiểm tra trạng thái an toàn (2/4) Tìm một chuỗi an toàn 1. Gọi Work và Finish là hai vector độ dài là m và n. Khởi tạo Work  Available Finish[ i ]  false, i = 1,, n 2. Tìm quá trình i thỏa (a) Finish[ i ] = false (b) Need i  Work (Yêu cầu thêm tối đa của quá trình i) • Nếu không tồn tại i như vậy, đến bước 4 3. Work  Work + Allocation i Finish[ i ]  true quay về bước 2 4. Nếu Finish[ i ] = true, i = 1,, n, thì hệ thống đang ở trạng thái safe Thời gian chạy của giải thuật là O(m·n 2 ) Giả sử quá trinh i có thể được cấp phát theo yêu cầu tối đa (Bước 2) thì khi i xong, nó sẽ trả lại tất cả tài nguyên 37 Giải thuật kiểm tra trạng thái an toàn (3/4)  5 process P 0 ,, P 4  3 loại tài nguyên: A, gồm 10 instance; B, 5 instance; và C, 7 instance.  Trạng thái cấp phát tài nguyên của hệ thống tại một thời điểm: Allocation Max Available Need A B C A B C A B C A B C P 0 0 1 0 7 5 3 3 3 2 7 4 3 P 1 2 0 0 3 2 2 1 2 2 P 2 3 0 2 9 0 2 6 0 0 P 3 2 1 1 2 2 2 0 1 1 P 4 0 0 2 4 3 3 4 3 1      38 Giải thuật kiểm tra trạng thái an toàn (4/4) Allocation Need Work A B C A B C A B C P0 0 1 0 7 4 3 3 3 2 P1 2 0 0 1 2 2 P2 3 0 2 6 0 0 P3 2 1 1 0 1 1 P4 0 0 2 4 3 1 Dùng giải thuật kiểm tra trạng thái an toàn, tìm được một chuỗi an toàn là P 1 , P 3 , P 4 , P 2 , P 0 : 7 4 3 7 4 5 10 4 7 10 5 7 5 3 2 39 Giải thuật cấp phát tài nguyên (1/4) Một process P i yêu cầu tài nguyên Gọi Request i (độ dài m) là request vector của process P i . Request i [ j ] = k  P i cần k instance của tài nguyên R j . 1. Nếu Request i  Need i thì đến bước 2. Nếu không, báo lỗi vì process đã vượt yêu cầu tối đa. 2. Nếu Request i  Available thì qua bước 3. Nếu không, P i phải chờ vì tài nguyên không còn đủ để cấp phát. 40 Giải thuật cấp phát tài nguyên (2/4) 3. Giả định cấp phát tài nguyên đáp ứng yêu cầu của P i bằng cách cập nhật trạng thái hệ thống: Available  Available – Request i Allocation i  Allocation i + Request i Need i  Need i – Request i • Áp dụng giải thuật kiểm tra trạng thái an toàn lên trạng thái trên  Nếu trạng thái là safe thì tài nguyên được cấp thực sự cho P i .  Nếu trạng thái là unsafe thì P i phải đợi, và • phục hồi trạng thái: Available  Available + Request i Allocation i  Allocation i – Request i Need i  Need i + Request i 41 Giải thuật cấp phát tài nguyên (3/4)  (tiếp ví dụ) Yêu cầu (1, 0, 2) của P 1 có thỏa đượckhông? ● Kiểm tra điều kiện Request 1  Available:  (1, 0, 2)  (3, 3, 2) là đúng ● Giả sử đáp ứng yêu cầu. Trạng thái mới là: ● Trạng thái mới là safe, với chuỗi an toàn là P 1 , P 3 , P 4 , P 0 , P 2 , vậy có thể cấp phát tài nguyên cho P 1 . Allocation Need Available A B C A B C A B C P 0 0 1 0 7 4 3 2 3 0 P 1 3 0 2 0 2 0 P 2 3 0 2 6 0 0 P 3 2 1 1 0 1 1 P 4 0 0 2 4 3 1 42 Giải thuật cấp phát tài nguyên (4/4)  P 4 yêu cầu (3, 3, 0) hoặc P 0 yêu cầu (0, 2, 0) thì theo giải thuật cấp phát tài nguyên có thỏa mãn được hay không? Allocation Need Available A B C A B C A B C P 0 0 1 0 7 4 3 2 3 0 P 1 3 0 2 0 2 0 P 2 3 0 2 6 0 0 P 3 2 1 1 0 1 1 P 4 0 0 2 4 3 1 (chép lại) 43 Phát hiện deadlock  Chấp nhận xảy ra deadlock trong hệ thống, kiểm tra trạng thái hệ thống bằng giải thuật phát hiện deadlock. Nếu có deadlock thì tiến hành phục hồi hệ thống  Các giải thuật phát hiện deadlock thường sử dụng RAG  Giải thuật phát hiện deadlock được thiết kế cho mỗi trường hợp 1. Mỗi loại tài nguyên chỉ có một thực thể 2. Mỗi loại tài nguyên có thể có nhiều thực thể 44 Mỗi loại tài nguyên chỉ có một thực thể  Sử dụng wait-for graph ● Wait-for graph được dẫn xuất từ RAG bằng cách bỏ các node biểu diễn tài nguyên và ghép các cạnh tương ứng: Có cạnh từ P i đến P j  P i đang chờ tài nguyên từ P j ● Gọi định kỳ một giải thuật kiểm tra có tồn tại chu trình trong wait- for graph hay không. Giải thuật phát hiện chu trình (depth first search) có thời gian chạy là O(n 2 ), với n là số đỉnh của graph R1 R3 R4 P2 P1 P3 P5 R2 R5 P4 P2 P1 P3 P5 P4 45 Mỗi loại tài nguyên có nhiều thực thể  Phương pháp dùng wait-for graph không áp dụng được cho trường hợp mỗi loại tài nguyên có nhiều instance  Giả thiết: sau khi được đáp ứng yêu cầu tài nguyên, process sẽ hoàn tất và trả lại tất cả tài nguyên  giải thuật optimistic!  Giải thuật phát hiện deadlock trường hợp mỗi loại tài nguyên có nhiều instance: các cấu trúc dữ liệu • Available: vector độ dài m • số instance sẵn sàng của mỗi loại tài nguyên • Allocation: ma trận n  m • số instance của mỗi loại tài nguyên đã cấp phát cho mỗi process • Request: ma trận n  m • yêu cầu hiện tại của mỗi process • Request [i, j ] = k  P i đang yêu cầu thêm k instance của R j 46 Giải thuật phát hiện deadlock (1/4) 1. Các biến Work và Finish là vector kích thước m và n. Khởi tạo: Work  Available i = 1, 2,, n, nếu Allocation i  0 thì Finish[ i ]  false còn không thì Finish[ i ]  true 2. Tìm quá trình i thỏa mãn: Finish[ i ] = false và Request i  Work • Nếu không tồn tại i như thế, đến bước 4 3. Work  Work + Allocation i Finish[ i ]  true quay về bước 2 4. Nếu tồn tại i với Finish[ i ] = false, thì hệ thống đang ở trạng thái deadlock. Hơn thế nữa, nếu Finish[ i ] = false thì P i bị deadlocked Nếu quá trình i có thể được cấp phát theo yêu cầu (Bước 2) thì giả sử khi i xong, i sẽ trả lại tất cả tài nguyên quá trình không giữ tài nguyên nên nó không deadlock 47 Giải thuật phát hiện deadlock (2/4)  Nhận xét: ● Giải thuật phát hiện deadlock không quan tâm đến tính chất an toàn / không an toàn ● Khi giải thuật phát hiện deadlock không thấy hệ thống đang deadlock, chưa chắc trong tương lai hệ thống vẫn không deadlock Vd: Hệ thống không an toàn, và các quá trình (đều đang giữ tài nguyên) lần lượt yêu cầu tối đa 48 Giải thuật phát hiện deadlock (3/4)  Hệ thống có 5 quá trình P 0 ,, P 4 • 3 loại tài nguyên: A, gồm 7 instance; B, 2 instance; C, 6 instance Allocation Request Available A B C A B C A B C P 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 P 1 2 0 0 2 0 2 P 2 3 0 3 0 0 0 P 3 2 1 1 1 0 0 P 4 0 0 2 0 0 2 Chạy giải thuật, tìm được chuỗi P 0 , P 2 , P 3 , P 1 , P 4  với Finish[ i ] = true cho mọi i, vậy hệ thống hiện không bị deadlocked 49 Giải thuật phát hiện deadlock (4/4)  Nhưng nếu thêm vào đó P 2 yêu cầu một instance của C, nghĩa là có ma trận Request: Request A B C P 0 0 0 0 P 1 2 0 2 P 2 0 0 1 P 3 1 0 0 P 4 0 0 2 ● Hệ thống có đang bị deadlocked? Có thể thu hồi tài nguyên đang giữ bởi process P 0 nhưng vẫn không đủ đáp ứng yêu cầu của các process khác • Vậy tồn tại deadlock, gây bởi các process P 1 , P 2 , P 3 , và P 4 50 Phục hồi khỏi deadlock  Các giải pháp khi phát hiện deadlock ● báo người vận hành (operator), người này sẽ xử lý tiếp hoặc ● hệ thống tự động phục hồi bằng cách phá deadlock: Giải pháp chấm dứt quá trình Giải pháp lấy lại tài nguyên Giải pháp Rollback 51 Phục hồi khỏi deadlock: Chấm dứt quá trình (1)  Chấm dứt tất cả process bị deadlocked, hoặc  Chấm dứt lần lượt từng process bị deadlocked, lấy lại tài nguyên để cấp phát cho process đang deadlocked, cho đến khi không còn deadlock ● Sau mỗi lần, sử dụng giải thuật phát hiện deadlock để xác định còn deadlock hay không ● Dựa trên yếu tố nào để chọn process cần được chấm dứt? Độ ưu tiên của process Loại tài nguyên mà process đã sử dụng Tài nguyên mà process cần thêm để hoàn tất công việc – Thời gian đã thực thi của process và thời gian còn lại Process là interactive process hay batch process 52 Phục hồi khỏi deadlock: Chấm dứt quá trình (2)  Ngoài ra, còn có thể chấm dứt process không đang deadlocked nhưng giữ tài nguyên mà các process đang deadlocked cần. 53 Phục hồi khỏi deadlock: Chấm dứt quá trình (3)  Vấn đề: Chạy lại một quá trình đã bị chấm dứt có thể đưa đến kết quả không mong đợi ● Ví dụ một quá trình cập nhật một cơ sở dữ liệu Quá trình cộng thêm 1 vào một record của cơ sở dữ liệu rồi bị chấm dứt Khi chạy quá trình lần thứ hai, quá trình lần nữa cộng thêm 1 vào record  kết quả sai! 54 Phục hồi khỏi deadlock: Lấy lại tài nguyên (resource preemption)  Các bước ● Tạm dừng quá trình P cần lấy lại tài nguyên, lấy lại tài nguyên từ P, cấp phát chúng cho quá trình đang deadlocked ● Khi tài nguyên được trả lại, cấp phát chúng lại cho P, rồi tiếp tục P  Giải pháp này thường khó hoặc không thể thực hiện được ● Ví dụ: (giả sử hệ thống không sử dụng spooling cho printer) Quá trình đang in trên laser printer Tạm dừng quá trình, lấy các tờ giấy đã in ra riêng Cấp phát laser printer cho quá trình khác Khi quá trình khác in xong, cho quá trình cũ tiếp tục 55 Phục hồi khỏi deadlock: Rollback  Hệ thống phải “checkpoint” thường xuyên các quá trình ● Checkpoint một quá trình nghĩa là ghi trạng thái của quá trình tại một thời điểm (vd ghi vào một file) để sau này có thể tiếp tục quá trình từ trạng thái đó  Xử lý deadlock: vòng lặp ● Xác định quá trình P đang giữ tài nguyên mà quá trình Q đang deadlocked cần ● Rollback quá trình P về một thời điểm mà nó chưa có tài nguyên này ● Cấp phát tài nguyên này cho quá trình Q ● Tiếp tục P ● Thoát vòng lặp nếu không còn phát hiện deadlock Bài tập  Hệ thống cĩ 5 quá trình P0 ,, P4 • Các thơng tin về tài nguyên trong hệ thống như bảng dưới đây: • Tìm ma trận Need. • Kiểm tra hệ thống cĩ ở trạng thái an tồn khơng? • Nếu P1 yêu cầu thêm số lượng tài nguyên A,B,C,D tương ứng là (0,4,2,0) thì P1 cĩ được cấp phát khơng? 56 Allocation Max Available A B C D A B C D A B C D P 0 0 0 1 2 0 0 1 2 1 5 2 0 P 1 1 0 0 0 1 7 5 0 P 2 1 3 5 4 2 3 5 6 P 3 0 6 3 2 0 6 5 2 P 4 0 0 1 4 0 6 5 6

Các file đính kèm theo tài liệu này:

ch04_deadlock_6947.pdf

Tài liệu liên quan

Bài giảng Lắp đặt phần cứng máy tính
5 trang | Lượt xem: 1983 | Lượt tải: 1
Ghép nối máy tính
24 trang | Lượt xem: 1934 | Lượt tải: 1
Bài giảng Hoạt động của kỹ thuật đường ống
14 trang | Lượt xem: 3542 | Lượt tải: 2
Phân loại - Cấu tạo và hoạt động của ổ đĩa mềm
11 trang | Lượt xem: 2553 | Lượt tải: 0
Đĩa và ổ đĩa mềm
30 trang | Lượt xem: 2663 | Lượt tải: 2
Giáo trình Kiến trúc máy tính - Chương 2: Lịch sử phát triển của máy tính
62 trang | Lượt xem: 894 | Lượt tải: 0
Bài giảng Kiến trúc bộ lệnh
35 trang | Lượt xem: 2582 | Lượt tải: 0
Lắp ráp và cài đặt và bảo trì máy tính - Chương 5: Bộ nhớ Ram
17 trang | Lượt xem: 857 | Lượt tải: 1
Magic Music Workshop – Công cụ biên tập nhạc mạnh mẽ
9 trang | Lượt xem: 1815 | Lượt tải: 1
So sánh tốc độ các chuẩn kết nối
9 trang | Lượt xem: 1872 | Lượt tải: 2