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