银行家算法(C++实现)

2024-05-13 1364阅读

目录

一、银行家算法概述

二、银行家算法需要的数组结构

三、算法概述

1.安全性算法

2.银行家算法

四、代码实现

五、实验结果验证


一、银行家算法概述

银行家算法(Banker's Algorithm)是一个避免死锁(Deadlock)的著名算法,是由艾兹格·迪杰斯特拉在1965年为T.H.E系统设计的一种避免死锁产生的算法。它以银行借贷系统的分配策略为基础,判断并保证系统的安全运行。

二、银行家算法需要的数组结构

1)可利用资源向量Available:这是一个含有m个元素的数组,其中的每一个元素代表一类可用的资源数目,其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目,其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果Available[j] = K,则表示系统中现有Rj类资源K个。

2)最大需求矩阵Max:这是一个n*m的矩阵,它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i,j] = K,则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。

3)分配矩阵Allocation:这也是一个n*m的矩阵,它定义了系统中的每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation[i,j] = K,则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。

4)需求矩阵Need:这也是一个n*m的矩阵,用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i,j] = K,则表示进程i还需要Rj类资源K个方能完成其任务。

其中三个矩阵间存在下述关系:

Need[i,j] = Max[i,j] - allocation[i,j]

三、算法概述

1.安全性算法

系统所执行的安全性算法可描述如下:

(1)设置两个向量:

        ① 工作向量Work: 它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目,它含有m个元素,在执行安全算法开始时,Work=Available;② Finish: 它表示系统是否有足够的资源分配给进程,使之运行完成。开始时先做Finish[i]=false; 当有足够资源分配给进程时, 再令Finish[i]=true。

(2)从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程:

        ① Finish[i]=false;

        ② Need[i,j]≤Work[j]; 若找到, 执行步骤3);否则,执行步骤4)。

(3)当进程Pi获得资源后,可顺利执行,直至完成,并释放出分配给它的资源,故应执行:

        Work[j]=Work[i]+Allocation[i,j];

        Finish[i]=true;

        go to step 2;

(4)如果所有进程的Finish[i]=true都满足, 则表示系统处于安全状态;否则,系统处于不安全状态。

2.银行家算法

设Requesti是进程Pi的请求向量,如果银行家算法(C++实现)表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后,系统按下述步骤进行检查:

(1) 如果银行家算法(C++实现) ≤ Need[i,j],转向步骤(2),否则认为出错,因为它所需的资源数目已超过它所宣布的最大值。

(2) 若 银行家算法(C++实现) ≤ Available[j],转向步骤(3),否则表示尚无足够资源,Pi必须等待。

(3) 系统尝试把资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值:

Available[j] = Available[j] – 银行家算法(C++实现)

Allocation[i,j] = Allocation[i,j] + 银行家算法(C++实现)

Need[i,j] = Need[i,j] – 银行家算法(C++实现)

(4) 系统执行安全性算法,检查此次分配后系统是否处于安全状态。若安全,才正式分配给Pi,完成此次分配;否则,此次试分配作废,恢复原来资源的分配状态,进程Pi等待。

四、代码实现

#include
using namespace std;
const int p=5;//进程数
const int r=4;//资源种类
int num = 1;//需要分配资源的进程序号
void init_request(int request[r])
{
    //初始化request矩阵
    cout
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