本篇博文为追忆以前写过的算法系列第二篇（20081021）

温故知新

目的：具有代表性的死锁避免算法是Dijskstra给出的银行家算法。本实验是基于银行家算法的思想通过编写C++程序实现银行家算法的计算机程序化。使其更有用。同一时候也加深了有关自愿申请、避免死锁等概念，体会避免死锁的实际实现过程与方法。

要求： 1.设定进程p对各类资源r合理的最大需求max及初值确定；2.设定系统提供资源初始状况allocation。3.设定每次某个进程对各类资源的申请表示need；4.编制C++程序。基于银行家算法思想。决定申请是否被同意。

说明：

1．数据结构

如果有p个进程r类资源，则有例如以下数据结构：

max[p][r]          p个进程对r类资源的最大需求量

allocation[p][r] p个进程已经得到r类资源的资源量

need[p][r]        p个进程还须要r类资源的资源量

available[r]    当前系统对r类资源的可用资源数

2．银行家算法

设进程I提出请求request[r]，则银行家算法按例如以下规则进行推断。

(1)假设request[r]<=need[p][r]，则转(2)；否则，出错。

(2)假设request[r]<=available
[r]，则转(3)；否则，出错。

(3)系统试探分配资源，改动相关数据：

available[r]= available [r]-request[r]

allocation[pn][r]=allocation[pn]+request[r]

need[pn][r]=need[pn][r]-request[r]

当中，pn指第pn行申请资源。

(4)系统运行安全性检查，如安全，则分配成立。否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。

3．安全性检查

(1)设置两个工作向量work=available；finish[p]=0；

(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程。

finish[i]=0

need<=work

如找到，运行(3)。否则，运行(4)

(3)设进程获得资源。可顺利运行，直至完毕，从而释放资源：

work=work+allocation

finish[i]=1

转（2）；

(4)如全部的进程finish[p]=1，则表示安全；否则系统不安全。

算法流程：

watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvZ3VqaW5qaW5zZXU=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast">

算法程序：

// gujinjin 08/10/05_06

// 避免死锁银行家算法的C++ 编程实现

#include<iostream>

using namespace std;

// p 进程数，r 资源种类

#define p 4

#define r 3

/*-----------------------------------------------*/

/*输入函数*/

/*-----------------------------------------------*/

//a-max,b-allocation,c-need,d-available

void input(int a[p][r],int b[p][r],int c[p][r],int d[r])

{

	int i,j;

	cout<<"* input max data:\n";

	for(i=0;i<p;i++)

		for(j=0;j<r;j++)cin>>a[i][j];

	cout<<"* input allocation data:\n";

	for(i=0;i<p;i++)

		for(j=0;j<r;j++)cin>>b[i][j];

	cout<<"* input need data:\n";

	for(i=0;i<p;i++)

		for(j=0;j<r;j++)cin>>c[i][j];

    cout<<"* input available data:\n";

	for(j=0;j<r;j++)cin>>d[j];

}

/*-----------------------------------------------*/

/*比較函数*/

/*-----------------------------------------------*/

//比較结果为m中的元素全大于n中的元素返回1，否则返回0

int com(int m[r],int n[r])

{

	int i,flag=0;

	for(i=0;i<r;i++)

		if(m[i]<n[i])

		{

			flag=1;

		    break;

		}

	if(flag==1)	return(0);

	else return(1);

}

/*-----------------------------------------------*/

/*安全性检验函数*/

/*-----------------------------------------------*/

//b、c、d意义同上

int stest(int b[p][r],int c[p][r],int d[r])

{

	int i,j,k,l,flag=0,flag1=0;

	int t[r],finish[p],dd[r];

	for(i=0;i<p;i++)finish[i]=0;//finish为1即表示available满足某一进程并让事实上现

	for(i=0;i<r;i++)dd[i]=d[i];

	cout<<"分配序列：\n";

	for(k=0;k<p;k++)            //全搜索。直至实现或不可能实现

	{

		for(i=0;i<p;i++)

		{

			if(finish[i]==1)continue;

			else

			{

				for(j=0;j<r;j++)t[j]=c[i][j];

				if(com(dd,t))

				{

					finish[i]=1;

					cout<<i+1<<'\t';

				    flag=1;

					for(l=0;l<r;l++)dd[l]=dd[l]+b[i][l];

					break;

				}

			}

			if(flag==1)break;

		}

	}

	cout<<'\n';

	for(l=0;l<p;l++)

	{

		//cout<<finish[l]<<endl;

		if(finish[l]==0)flag1=1;

	}

	    //cout<<flag1<<endl;

	if(flag1==0)return(1);    //flag1为记录finish是否有0存在的标记，当flag1=0时，安全

	else return(0);

}

/*-----------------------------------------------*/

/*申请进程后的安全性检验函数*/

/*-----------------------------------------------*/

//req-request,n-第n个进程申请资源

void rtest(int b[p][r],int c[p][r],int d[r],int req[r],int n)

{

	int i,j;

	int t[r];

	n=n-1;

	for(i=0;i<r;i++)t[i]=c[n][i];

	if(com(d,req)&&com(t,req))//对available，request进行比較

	{

		for(j=0;j<r;j++)

		{

			b[n][j]=b[n][j]+req[j];

			c[n][j]=c[n][j]-req[j];

			d[j]=d[j]-req[j];

		}

	    if(stest(b,c,d))cout<<"同意"<<n+1<<"个进程申请资源！

\n";

	    else

		{

		cout<<"不同意"<<n+1<<"个进程申请资源！\n";

		cout<<"恢复曾经状态！\n";

	    for(j=0;j<r;j++)

		{

			b[n][j]=b[n][j]-req[j];

			c[n][j]=c[n][j]+req[j];

			d[j]=d[j]+req[j];

		}

		}

	}

	else cout<<"申请资源量出错！

\n";

}

/*-----------------------------------------------*/

/*主函数*/

/*-----------------------------------------------*/

void main()

{

	int j,n;                   //n-第n个资源申请

	int max[p][r],allocation[p][r],need[p][r];

	int available[r],request[r];

	input(max,allocation,need,available);

	if(stest(allocation,need,available)==1)cout<<"初始状态安全。\n";

	else cout<<"初始状态不安全。\n";

	cout<<" input request data:\n";

	for(j=0;j<r;j++)cin>>request[j];

	cout<<"第n个进程申请资源——n的值\n";

	cin>>n;

	rtest(allocation,need,available,request,n);

}

结果演示：