作業系統鎖

　　作業系統的鎖機制能夠保證多執行緒平穩執行。下面由小編為大家整理了作業系統的鎖的相關知識，希望對大家有幫助!

　　機制說明

　　在多執行緒程式設計中，作業系統引入了鎖機制。通過鎖機制，能夠保證在多核多執行緒環境中，在某一個時間點上，只能有一個執行緒進入臨界區程式碼，從而保證臨界區中操作資料的一致性。

　　所謂的鎖，可以理解為記憶體中的一個整型數，擁有兩種狀態：空閒狀態和上鎖狀態。加鎖時，判斷鎖是否空閒，如果空閒，修改為上鎖狀態，返回成功;如果已經上鎖，則返回失敗。解鎖時，則把鎖狀態修改為空閒狀態。

　　加鎖過程用如下偽碼錶示：

　　1、read lock;

　　2、判斷lock狀態;

　　3、如果已經加鎖，失敗返回;

　　4、把鎖狀態設定為上鎖;

　　5、返回成功。

　　雖然每一步是原子性的，但是每一步之間卻是可以中斷的。比如程序A在執行完2後發生中斷，中斷中程序B也執行了加鎖過程，返回中斷後就會發生兩個程序都會加鎖。

　　對於這個問題，計算機已經解決，方法是採用原子級彙編指令test and set 和swap。

　　參考：作業系統死鎖的相關知識

　　死鎖的概念.

　　死鎖: 是指兩個或兩個以上的程序在執行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象,若無外力作用,它們都將無法推進下去.此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖,這些永遠在互相等待的程序稱為死鎖程序.

　　比如 兩隻羊過獨木橋。程序比作羊，資源比作橋。若兩隻羊互不相讓，爭著過橋，就產生死鎖。

　　死鎖的原因.

　　主要原因***1*** 因為系統資源不足。***2*** 程序執行推進的順序不合適，保證有先後順序。***3*** 資源分配不當等。

　　死鎖的必要條件.

　　產生死鎖的四個必要條件：

　　***1*** 互斥條件：一個資源每次只能被一個程序使用。

　　***2*** 請求與保持條件：一個程序因請***而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。

　　***3*** 不剝奪條件： 程序已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。

　　***4*** 迴圈等待條件：若干程序之間形成一種頭尾相接的迴圈等待資源關係。存在一個程序等待序列{P1，P2，…，Pn}，其中P1等待P2所佔有的某一資源，P2等待P3所佔有的某一 源，……，而Pn等待P1所佔有的的某一資源，形成一個程序迴圈等待環。

　　這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統發生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發生死鎖。

　　解決死鎖的四個方式.

　　1***忽略該問題。例如鴕鳥演算法，該演算法可以應用在極少發生死鎖的的情況下。為什麼叫鴕鳥演算法呢，***鴕鳥策略***

　　2***檢測死鎖並且恢復。***檢測與解除策略***

　　3***仔細地對資源進行動態分配，以避免死鎖。***避免策略***

　　4***通過破除死鎖四個必要條件之一，來防止死鎖產生。***預防策略***

　　C++多執行緒開發中，容易出現死鎖導致程式掛起的現象。

　　解決步驟分為三步：

　　1、檢測死鎖執行緒。

　　2、列印執行緒資訊。

　　3、修改死鎖程式。