银行家算法避免死锁
要求：
- 完成程序数据结构的设计，数据的录入。
- 完成进程需求矩阵的输出，包括最大需求矩阵，尚需资源矩阵，可获得资源显示。
- 完成某进程请求资源试分配。
- 完成安全性检查。
- 1. 试探分配
当进程pi提出资源申请时，系统执行下列步骤：
（1）若Request[i][j]≤Need[i][j],转（2）；
否则错误返回
（2）若Request[i][j]≤Available[j],
转（3）；否则进程等待
(3）试探着把资源分配给进程Pi，则有：
Available[j]=Available[j]-Request[i][j];�
Allocation[i],[j]=Allocation[i],[j]+Request[i][j];
Need[i],[j]=Need[i],[j]-Request[i][j];
- 2. 安全性检测算法：
n 借助于死锁的安全性测试算法来实现。
n 定义布尔型向量finish[k]，k=1,..,n。检测死锁算法如下：
（1）Work= Available
（2）在剩余的进程集合中查每一个进程Pk，如果Claim[k,*]- Allocation [k,*]=0，则finish[k]:=true；否则finish[k]:=false；这里k=1,..,n
（3）在剩余的进程集合中找一个进程Pk，需满足条件：
finish[k]=false&(request[*]≤Work)
找到这样的Pk便转（4）；否则转（5）
（4）Work:= Work + Allocation；finish[k]:=true；然后转（3）
（5） 如果对k=1,..,n若finish[k]=true不成立，那么，系统出现了死锁，并且finish[k]=false的Pk为死锁进程。
源程序：
#include <string.h> #include <iostream.h> #define FALSE 0 #define TRUE 1 #define W 10 //最大进程数W=10 #define R 20 //最大资源总数R=20 int M; int N; int ALL_RESOURCE[W]; int AVAILABLE[R]; //可利用资源向量 int MAX[W][R]; //最大需求矩阵 int ALLOCATION[W][R]; //分配矩阵 int NEED[W][R]; //需求矩阵 int Request[R]; //进程请求向量 void inputdata(); //数据输入 void showdata(); //数据显示 void changdata(int k);//进程请求资源数据改变 void restoredata(int k); //数据恢复 int chksec(int s); //系统安全性的检测 int chkmax(int s); //检测最大需求 void bank(); //检测分配的资源是否合理 void main() { int i,j; inputdata(); for(i=0;i<M;i++) { j=chksec(i); if (j==0) break; } if (i>=M) cout<<"错误提示：经安全性检查发现，系统的初始状态不安全！！！ "<<endl; else { cout<<"提示：经安全性检查发现，系统的初始状态安全！"<<endl; bank(); } } void inputdata() { int i=0,j=0,p; cout<<"请输入总进程数:"<<endl; do { cin>>M; if (M>W) cout<<endl<<"总进程数超过了程序允许的最大进程数，请重新输入:"<<endl; }while (M>W); cout<<endl; cout<<"请输入资源的种类数:"<<endl; do { cin>>N; if (N>R) cout<<endl<<"资源的种类数超过了程序允许的最大资源种类数，请重新输入:"<<endl; }while (N>R); cout<<endl; cout<<"请依次输入各类资源的总数量，即设置向量all_resource:"<<endl; for(i=0;i<N;i++) cin>>ALL_RESOURCE[i]; cout<<endl; cout<<"请依次输入各进程所需要的最大资源数量，即设置矩阵max:"<<endl; for (i=0;i<M;i++) { for (j=0;j<N;j++) { do { cin>>MAX[i][j]; if (MAX[i][j]>ALL_RESOURCE[j]) cout<<endl<<"该最大资源数量超过了声明的该资源总数,请重新输入:"<<endl; }while (MAX[i][j]>ALL_RESOURCE[j]); } } cout<<endl; cout<<"请依次输入各进程已经占据的各类资源数量，即设置矩阵allocation:"<<endl; for (i=0;i<M;i++) { for (j=0;j<N;j++) { do { cin>>ALLOCATION[i][j]; if (ALLOCATION[i][j]>MAX[i][j]) cout<<endl<<"已占有的资源数量超过了声明的最大资源数量,请重新输入:"<<endl; }while (ALLOCATION[i][j]>MAX[i][j]); } } cout<<endl; for (i=0;i<M;i++) for(j=0;j<N;j++) NEED[i][j]=MAX[i][j]-ALLOCATION[i][j]; for (j=0;j<N;j++) { p=ALL_RESOURCE[j]; for (i=0;i<M;i++) { p=p-ALLOCATION[i][j]; AVAILABLE[j]=p; if(AVAILABLE[j]<0) AVAILABLE[j]=0; } } } void showdata() { int i,j; cout<<"各种资源的总数量，即向量all_resource为:"<<endl; cout<<" "; for (j=0;j<N;j++) cout<<" 资源"<<j<<": "<<ALL_RESOURCE[j]; cout<<endl<<endl; cout<<"当前系统中各类资源的可用数量，即向量available为:"<<endl; cout<<" "; for (j=0;j<N;j++) cout<<" 资源"<<j<<": "<<AVAILABLE[j]; cout<<endl<<endl; cout<<"各进程还需要的资源数量，即矩阵need为:"<<endl<<endl; for (i=0;i<M;i++) { cout<<"进程P"<<i<<": "; for (j=0;j<N;j++) cout<<NEED[i][j]<<" "; cout<<endl; } cout<<endl; cout<<"各进程已经得到的资源量，即矩阵allocation为: "<<endl<<endl; for (i=0;i<M;i++) { cout<<"进程P"<<i<<": "; for (j=0;j<N;j++) cout<<ALLOCATION[i][j]<<" "; cout<<endl; } cout<<endl; } void changdata(int k) { int j; for (j=0;j<N;j++) { AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j]; ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j]; NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j]; } } void restoredata(int k) { int j; for (j=0;j<N;j++) { AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j]; ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j]; NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j]; } } int chksec(int s) { int WORK,FINISH[W]; int i,j,k=0; for(i=0;i<M;i++) FINISH[i]=FALSE; for(j=0;j<N;j++) { WORK=AVAILABLE[j]; i=s; do { if(FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK) { WORK=WORK+ALLOCATION[i][j]; FINISH[i]=TRUE; i=0; } else { i++; } }while(i<M); for(i=0;i<M;i++) if(FINISH[i]==FALSE) { return 1; } } return 0; } int chkmax(int s) { int j,flag=0; for(j=0;j<N;j++) { if (MAX[s][j]==ALLOCATION[s][j]) { flag=1; AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+MAX[s][j]; MAX[s][j]=0; } } return flag; } void bank() { int i=0,j=0; char flag='Y'; while(flag=='Y'||flag=='y') { i=-1; while(i<0||i>=M) { cout<<"请输入需申请资源的进程号（从P0到P"<<M-1<<"，否则重新输入!）:"; cout<<"p"; cin>>i; if(i<0||i>=M) cout<<"输入的进程号不存在，重新输入!"<<endl; } cout<<"请输入进程P"<<i<<"申请的资源数:"<<endl; for (j=0;j<N;j++) { cout<<" 资源"<<j<<": "; cin>>Request[j]; if(Request[j]>NEED[i][j]) { cout<<"进程P"<<i<<"申请的资源数大于进程P"<<i<<"还需要"<<j<<"类资源的资源量!"; cout<<"申请不合理，出错!请重新选择!"<<endl<<endl; flag='N'; break; } else { if(Request[j]>AVAILABLE[j]) { cout<<"进程P"<<i<<"申请的资源数大于系统可用"<<j<<"类资源的资源量!"; cout<<"申请不合理，出错!请重新选择!"<<endl<<endl; flag='N'; break; } } } if(flag=='Y'||flag=='y') { changdata(i); if(chksec(i)) { cout<<endl; cout<<"该分配会导致系统不安全!!! 本次资源申请不成功，不予分配!!!"<<endl; cout<<endl; restoredata(i); } else { cout<<endl; cout<<"经安全性检查，系统安全，本次分配成功，且资源分配状况如下所示："<<endl; cout<<endl; showdata(); if(chkmax(i)) { cout<<"在资源分配成功之后，由于该进程所需的某些资源的最大需求量已经满足，"<<endl; cout<<"因此在进程结束后系统将回收这些资源！"<<endl; cout<<"在资源收回之后，各进程的资源需求和分配情况如下所示："<<endl; showdata(); } } } cout<<endl; cout<<" 是否继续银行家算法演示,按'Y'或'y'键继续,按'N'或'n'键退出演示: "; cin>>flag; } }
运行结果：
