Deadlock
Pojmy : Deadlock. Vysvětlete příčiny deadlocku. Jak lze deadlocku zamezit. Jak je řešen deadlock v reálných OS.
Deadlock je v OS čekání na událost, která nemůže nastat, neboli situace, kdy úspěšné dokončení první akce je podmíněno předchozím dokončením druhé akce, přičemž druhá akce může být dokončena až po dokončení první akce.
Příkladem deadlocku mohou být dva procesy, kde každý drží otevřený soubor a potřebuje zapsat do souboru druhého procesu. Dalším příkladem může být dopravní situace (viz obr. 1).
 |
|---|
| obr. 1: Příklad Deadlocku (v dopravní situaci) |
Podmínky vzniku deadlocku
K uváznutí dojde jen při splnění všech následujících podmínek:
- Vzájemné vyloučení - každý nesdílitelný zdroj může v jednom okamžiku používat nejvýše jeden proces (aby nedošlo k porušení konzistence dat) jen jeden proces
- Drž a čekej - proces může žádat o další zdroje, i když už má nějaké přiděleny
- Nepreemptivnost - jakmile proces zmíněný zdroj vlastní, nelze mu ho odejmout, musí ho sám vrátit
- Kruhové čekání - procesy čekající vzájemně na zdroje
Nesdílitelné zdroje jsou zdroje, které nemohou sdílet dva procesy najednou (např. tiskárna nebo soubor pro zápis). Sekvence užití zdrojů:
- Dotaz na dostupnost zdroje - nelze-li dotaz vyplnit okamžitě, musí proces čekat
- Užití - proces pracuje se zdrojem
- Uvolnění zdroje
Dotaz a uvolnění jsou kritická sekce. Pokud nemůže proces dostat zdroj - čeká. Pokud čekají nejméně dva procesy na zdroj, který drží jiný čekající proces máme deadlock.
Metody řešení deadlocku
- Prevence deadlocku
- Zrušení některé podmínky deadlocku:
- Nepoužívat zámky u prostředků umožňujících sdílený přístup
- Proces může žádat o další prostředky až tehdy když všechny své uvolnil
- Pokud proces požádá o nedostupný prostředek je pozastaven, jsou mu všechny prostředky odebrány a čeká se až může všechny prostředky obdržet
- Prostředky mají stanovené pořadí a Ize je získat pouze v tomto pořadí
- Zrušení některé podmínky deadlocku:
- Vyhýbání se deadlocku
- Každý proces před začátkem oznámí kolik bude potřebovat
prostředků. Nelze jej spustit pokud existuje možnost, že mu
prostředky nebudou moci být zajištěny
(příkladem je tzv. Bankéřův algoritmus - bankéř nemůže půjčit, pokud nemůže zajistit požadavky na výběr všech vkladů)
- Každý proces před začátkem oznámí kolik bude potřebovat
prostředků. Nelze jej spustit pokud existuje možnost, že mu
prostředky nebudou moci být zajištěny
- Detekce deadlocku a zotavení po uváznutí
- Vychází z předpokladu, že je deadlock nepravděpodobný. Systém se snaží cyklicky detekovat deadlock a řešit ho. Možné způsoby jsou:
- Ukončení procesu (restart procesu)
- Odebraní zdroje nějakému procesu
- Vychází z předpokladu, že je deadlock nepravděpodobný. Systém se snaží cyklicky detekovat deadlock a řešit ho. Možné způsoby jsou:
- Ponecháaní řešení deadlocku na lidské obsluze
- Postupné ukončování procesu a sledování, zda se systém rozběhne
- Restart systému (může dojít ke ztrátě dat a opětovnému deadlocku)
Body 1 až 3 jsou složité a náročné na zdroje, proto je běžné operační systémy používají pouze okrajově a většinou nechávají řešení deadlocku na obsluze.
Citace
Wikipedie: Otevřená encyklopedie: Deadlock [online]. c2022 [citováno 22. 01. 2023]. Dostupný z WWW: https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Deadlock&oldid=22253321