C#实现银行家算法

本文实例为大家分享了c#实现银行家算法的具体代码，供大家参考，具体内容如下

1.死锁

死锁，顾名思义，是一种锁住不可自行解开的死局。

在操作系统中，“死锁”用于描述资源分配时，进程互相抢占资源，又因为需求的资源被别的进程抢占，只好互相等待，以至于等待循环中的所有进程均无法正常运行的情况。

死锁形成需要四个条件，这四个条件缺少一个，就不会形成死锁。

死锁的四个条件

1）互斥条件

    即对于某资源在一段时间内仅允许一个进程占有使用。

2）占有且等待条件/请求和保持条件

    在进程已经占有一个或多个资源的情况下，若它仍申请新的资源，在等待获得新的资源时，进程仍会继续占有旧有资源，不会主动释放。

3）不可抢占条件

    直到占有该资源的进程使用完毕之前，其他任何进程均不应该强行抢占该资源。

4）循环等待条件

    若干个进程之间形成了一个等待循环。

2.安全状态

若针对目前资源分配情况，系统可以找到某种次序为进程分配资源，使得所有进程能够依次运行成功，则称系统此时的分配状态是安全的，分配资源的次序称为“安全序列”。

安全状态时系统中无死锁，所以所有避免死锁的算法都尽可能地使系统进入安全状态。

值得注意的是，即使是安全状态下的系统，如果资源分配不当，仍然可以使系统变为不安全状态。

3.银行家算法

1）设计思想

在系统中，进程发起一项资源分配请求，由系统检查是否可以满足该分配请求，若可以，应暂时满足该请求，并查看此时系统是否仍是安全状态。

2）程序流程图

可以分为三个功能模块，第一个模块检查需求是否可以被满足，第二个模块检查系统是否安全，第三个模块是主程序，通过调用前两个模块实现资源分配或请求驳回。

3）数据结构

设有m种资源，n个进程。

int[] available[m] 系统内可用资源

int[,] max[n,m] 进程对每种资源的最大需求

int[,] allocation[n,m] 已分配给各个进程的资源

int[,] need[n,m] 目前各个进程对各个资源的需求数

[显然有need=max-allocation]

int[,] require[m] 对于各种资源的请求函数

bool[] finish[n] 进程是否可以成功运行的标志

int[] work[m] 用于分配资源的向量
[定义：work=available-require]

4）窗体设计

5)窗体代码

计算效果如下：

3.总结

实现功能

允许输入数据（只输入available,max,allocation即可，need可以自动计算，矩阵同一行元素之间用“，”隔开，换行时用空格隔开）

使用银行家算法进行安全检查（若未提出请求，则应使进程号与require后面的textbox内容为空，点击“提出请求”按钮即可检查当前系统安全状态）

输出状态结果

输出安全序列（注：输出的是进程号，默认序号从0开始）

不足之处

未写出完整的约束

不能输出分配成功后的系统状态
交互不够人性化，例如没有在输出文本框中加入滚动条，不方便使用者查看结果

问题

例子中经过程序计算后的need矩阵中出现了负数，不知道是为什么，正在排查错误。

关键点

——向量比较：银行家算法中的向量大小比较与数学中的向量大小比较（范数比较）不同，只有向量a中的所有分量均大于向量b，才可以称为向量a大于向量b。向量比较主要用在检查require是否合法，本例中使用for循环对于两向量的各个分量进行比较，设置一个初始值为0的信号变量，若任一分量小于对应分量，则将信号变量++，循环结束后只需要检查信号变量是否为0即可知道是否前者大于后者。
——矩阵输入：使用split方法，将字符串按照给定符号（char,char[]）分隔开，并赋给一个给定大小的数组，在本例中使用逗号和空格分开了不同列不同行的元素，定义全局变量m与n，在给数组赋值前需要使用mn初始化数组大小。

——使用临时变量代替真实变量，方便恢复变量数值。因为银行家算法中，若资源分配后系统不安全，要求系统必须撤销所有分配，所以使用临时变量可以避免大量的恢复运算，即使经过检查后，系统为安全状态，也只需要将临时变量的值赋给真实变量即可。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。