為大家收集整理了《計算機軟考軟件設(shè)計師考試重點難點分析》供大家參考，希望對大家有所幫助！??！
死鎖(Deadlock)是指多個進(jìn)程在運行的過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進(jìn)。在軟件設(shè)計師的考試當(dāng)中，這個知識點的考查是以選擇題的形式出現(xiàn)的，考點主要有：死鎖的必要條件、解決死鎖的方法，最難高難度會考到“銀行家算法”。本文將介紹死鎖的相關(guān)知識，但不會具體講解“銀行家算法”，該算法將在本系列的下一篇文章中詳細(xì)說明。
1、死鎖發(fā)生的必要條件
死鎖的發(fā)生必須具備四個必要條件，這四個條件相互聯(lián)系、缺一不可。
轉(zhuǎn)播到騰訊微博
(1)互斥條件：指進(jìn)程對所分配到的資源進(jìn)行排他性使用，即在一段時間內(nèi)某資源只由一個進(jìn)程占用。如果此時還有其他進(jìn)程請求該資源，則請求者只能等待，直至占有該資源的進(jìn)程用完并釋放。
(2)請求和保持條件：指進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源又已被其他進(jìn)程占有，此時請求進(jìn)程阻塞，但又對自己已獲得的其他資源保持不放。
(3)不剝奪條件：指進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放。
(4)環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時，必然存在一個進(jìn)程--資源的環(huán)形鏈，即進(jìn)程集合{P0，P1，P2…Pn}中的P0正在等待一個P1占用的資源，P1正在等待P2占用的資源，……Pn正在等待已被P0占用的資源。
2、解決死鎖的策略
解決死鎖的策略通常有三種：死鎖預(yù)防、死鎖避免以及死鎖解除。前兩種方法是“事前措施”，而死鎖解除是“事后解決方案”。
(1)死鎖預(yù)防：“解鈴還需系鈴人”，隨便破壞導(dǎo)致死鎖這任意一個必要條件就可以預(yù)防死鎖。例如，要求用戶申請資源時一起申請所需要的全部資源，這就破壞了保持和等待條件;將資源分層，得到上一層資源后，才能夠申請下一層資源，它破壞了環(huán)路等待條件。預(yù)防通常會降低系統(tǒng)的效率。
(2)死鎖避免：避免是指進(jìn)程在每次申請資源時判斷這些操作是否安全，典型算法是“銀行家算法”(本系列文章的下一篇將詳細(xì)講解該問題)。但這種算法會增加系統(tǒng)的開銷。
(3)死鎖解除：該方法的思路很簡單，通過死鎖檢測判斷系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)，若死鎖，則由系統(tǒng)強制剝奪部分進(jìn)程的資源，將資源強行分配給別的進(jìn)程。
3、判斷系統(tǒng)是否可能進(jìn)入死鎖狀態(tài)
從上面的死鎖解決方案來看，無論哪一種方式都不可避免的要增加系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。而同時一個系統(tǒng)是否有可進(jìn)入死鎖狀態(tài)受系統(tǒng)資源數(shù)量，需要使用該資源的進(jìn)程數(shù)量等因素影響。若系統(tǒng)本不可能引起死鎖，而我們采用了死鎖解決方案，是很不合理的。所以，考試中?？嫉竭@樣的題型：給出系統(tǒng)的資源數(shù)，以及需要使用該資源的進(jìn)程數(shù)量等參數(shù)，讓考生判斷系統(tǒng)有無可能產(chǎn)生死鎖。下面我們以例題的方式來說明如何解決這類問題。
例題1：
系統(tǒng)有3個進(jìn)程：A、B、C。這3個進(jìn)程都需要5個系統(tǒng)資源。如果系統(tǒng)有多少個資源，則不可能發(fā)生死鎖。
解答：
在分析這個問題時，我們可以取一些簡單的數(shù)據(jù)代入試題進(jìn)行驗證、分析，以得到相應(yīng)的規(guī)律。
如：
(1)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為9時，若給A與B分別分配了4個資源，C分配了1個資源，則系統(tǒng)中的每個進(jìn)程都存在資源不足的情況，而都不放手自己擁有的資源。不能正常運行完畢，發(fā)生死鎖。
(2)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為12時，若給A、B、C各分配4個資源，則死鎖。
(3)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為13時，無論如何分配，總有至少1個進(jìn)程能得到5個資源，得到5個資源的進(jìn)程可以正常運行完畢，而后將自己占用的資源分配給其它進(jìn)程，所以這樣能使所有進(jìn)程運行完畢。
從上面的嘗試，我們可以總結(jié)出一個規(guī)律：先給所有進(jìn)程分配他們所需要的資源數(shù)減1個資源，然后系統(tǒng)如果能再剩余1個資源，則系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖。這樣解答本題變得非常容易。
(5-1)*3+1=13。
例題2：
一臺計算機有10臺磁帶機被m個進(jìn)程競爭，每個進(jìn)程最多需要三臺磁帶機，那么m至多為 時，系統(tǒng)沒有死鎖的危險。
A.3 B.4 C.5 D.6
解答
首先從m=6開始考察，首先每個進(jìn)程分配1臺，剩下的4臺只能分配給4個進(jìn)程，還有2個進(jìn)程沒有分配，如果已經(jīng)分配了2臺的4個進(jìn)程需要3臺的話，則系統(tǒng)就會死鎖。同樣，如果m=5，也會發(fā)生這種情況。當(dāng)m=4時，每個進(jìn)程可以分得2臺，還有2個進(jìn)程可分得3臺，則可正常運行，運行完畢后可釋放資源，從而不會死鎖。在解這道題時有些學(xué)員提出“如果按照答案m=4，則這4個進(jìn)程都是需要3臺磁帶機的話，共需要12臺磁帶機，這樣還不會死鎖?”。這種想法是錯誤的，因為并不是同時把所有進(jìn)程都分配給足夠的資源才能完成這些進(jìn)程，可以是一個進(jìn)程先執(zhí)行完，釋放完資源再執(zhí)行另一個進(jìn)程。
例如：4個進(jìn)程中，每個進(jìn)程分配2臺磁帶機，用去了8臺。剩下2臺，仍然可以滿足兩個進(jìn)程，直到他們完成，釋放他們暫用的磁帶機
死鎖(Deadlock)是指多個進(jìn)程在運行的過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進(jìn)。在軟件設(shè)計師的考試當(dāng)中，這個知識點的考查是以選擇題的形式出現(xiàn)的，考點主要有：死鎖的必要條件、解決死鎖的方法，最難高難度會考到“銀行家算法”。本文將介紹死鎖的相關(guān)知識，但不會具體講解“銀行家算法”，該算法將在本系列的下一篇文章中詳細(xì)說明。
1、死鎖發(fā)生的必要條件
死鎖的發(fā)生必須具備四個必要條件，這四個條件相互聯(lián)系、缺一不可。
轉(zhuǎn)播到騰訊微博
(1)互斥條件：指進(jìn)程對所分配到的資源進(jìn)行排他性使用，即在一段時間內(nèi)某資源只由一個進(jìn)程占用。如果此時還有其他進(jìn)程請求該資源，則請求者只能等待，直至占有該資源的進(jìn)程用完并釋放。
(2)請求和保持條件：指進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源又已被其他進(jìn)程占有，此時請求進(jìn)程阻塞，但又對自己已獲得的其他資源保持不放。
(3)不剝奪條件：指進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放。
(4)環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時，必然存在一個進(jìn)程--資源的環(huán)形鏈，即進(jìn)程集合{P0，P1，P2…Pn}中的P0正在等待一個P1占用的資源，P1正在等待P2占用的資源，……Pn正在等待已被P0占用的資源。
2、解決死鎖的策略
解決死鎖的策略通常有三種：死鎖預(yù)防、死鎖避免以及死鎖解除。前兩種方法是“事前措施”，而死鎖解除是“事后解決方案”。
(1)死鎖預(yù)防：“解鈴還需系鈴人”，隨便破壞導(dǎo)致死鎖這任意一個必要條件就可以預(yù)防死鎖。例如，要求用戶申請資源時一起申請所需要的全部資源，這就破壞了保持和等待條件;將資源分層，得到上一層資源后，才能夠申請下一層資源，它破壞了環(huán)路等待條件。預(yù)防通常會降低系統(tǒng)的效率。
(2)死鎖避免：避免是指進(jìn)程在每次申請資源時判斷這些操作是否安全，典型算法是“銀行家算法”(本系列文章的下一篇將詳細(xì)講解該問題)。但這種算法會增加系統(tǒng)的開銷。
(3)死鎖解除：該方法的思路很簡單，通過死鎖檢測判斷系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)，若死鎖，則由系統(tǒng)強制剝奪部分進(jìn)程的資源，將資源強行分配給別的進(jìn)程。
3、判斷系統(tǒng)是否可能進(jìn)入死鎖狀態(tài)
從上面的死鎖解決方案來看，無論哪一種方式都不可避免的要增加系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。而同時一個系統(tǒng)是否有可進(jìn)入死鎖狀態(tài)受系統(tǒng)資源數(shù)量，需要使用該資源的進(jìn)程數(shù)量等因素影響。若系統(tǒng)本不可能引起死鎖，而我們采用了死鎖解決方案，是很不合理的。所以，考試中?？嫉竭@樣的題型：給出系統(tǒng)的資源數(shù)，以及需要使用該資源的進(jìn)程數(shù)量等參數(shù)，讓考生判斷系統(tǒng)有無可能產(chǎn)生死鎖。下面我們以例題的方式來說明如何解決這類問題。
例題1：
系統(tǒng)有3個進(jìn)程：A、B、C。這3個進(jìn)程都需要5個系統(tǒng)資源。如果系統(tǒng)有多少個資源，則不可能發(fā)生死鎖。
解答：
在分析這個問題時，我們可以取一些簡單的數(shù)據(jù)代入試題進(jìn)行驗證、分析，以得到相應(yīng)的規(guī)律。
如：
(1)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為9時，若給A與B分別分配了4個資源，C分配了1個資源，則系統(tǒng)中的每個進(jìn)程都存在資源不足的情況，而都不放手自己擁有的資源。不能正常運行完畢，發(fā)生死鎖。
(2)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為12時，若給A、B、C各分配4個資源，則死鎖。
(3)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為13時，無論如何分配，總有至少1個進(jìn)程能得到5個資源，得到5個資源的進(jìn)程可以正常運行完畢，而后將自己占用的資源分配給其它進(jìn)程，所以這樣能使所有進(jìn)程運行完畢。
從上面的嘗試，我們可以總結(jié)出一個規(guī)律：先給所有進(jìn)程分配他們所需要的資源數(shù)減1個資源，然后系統(tǒng)如果能再剩余1個資源，則系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖。這樣解答本題變得非常容易。
(5-1)*3+1=13。
例題2：
一臺計算機有10臺磁帶機被m個進(jìn)程競爭，每個進(jìn)程最多需要三臺磁帶機，那么m至多為 時，系統(tǒng)沒有死鎖的危險。
A.3 B.4 C.5 D.6
解答
首先從m=6開始考察，首先每個進(jìn)程分配1臺，剩下的4臺只能分配給4個進(jìn)程，還有2個進(jìn)程沒有分配，如果已經(jīng)分配了2臺的4個進(jìn)程需要3臺的話，則系統(tǒng)就會死鎖。同樣，如果m=5，也會發(fā)生這種情況。當(dāng)m=4時，每個進(jìn)程可以分得2臺，還有2個進(jìn)程可分得3臺，則可正常運行，運行完畢后可釋放資源，從而不會死鎖。在解這道題時有些學(xué)員提出“如果按照答案m=4，則這4個進(jìn)程都是需要3臺磁帶機的話，共需要12臺磁帶機，這樣還不會死鎖?”。這種想法是錯誤的，因為并不是同時把所有進(jìn)程都分配給足夠的資源才能完成這些進(jìn)程，可以是一個進(jìn)程先執(zhí)行完，釋放完資源再執(zhí)行另一個進(jìn)程。
例如：4個進(jìn)程中，每個進(jìn)程分配2臺磁帶機，用去了8臺。剩下2臺，仍然可以滿足兩個進(jìn)程，直到他們完成，釋放他們暫用的磁帶機