银行家算法经典例题

银行家算法是一种用于操作系统中避免死锁的算法，该算法以银行家的角度管理资源的分配与回收。本文将通过经典例题，从多个角度分析银行家算法的原理、流程和应用。

一、例题

假设系统中有5个进程和5种资源（A、B、C、D、E）。每个进程的最大需求和已分配资源如下表所示：

| 进程 | 最大需求 | 已分配资源 |

| --- | --- | --- |

| P0 | 7 5 3 0 1 | 0 1 0 0 1 |

| P1 | 3 2 2 1 1 | 2 0 0 1 0 |

| P2 | 9 0 2 1 0 | 3 0 2 1 0 |

| P3 | 2 2 2 1 1 | 2 0 1 1 0 |

| P4 | 4 3 3 1 1 | 0 2 0 0 1 |

系统当前可用资源为3 3 2 1 2，请求分配资源的进程为P1请求1 0 2 0 0，判断是否能分配。

二、分析

1. 银行家算法原理

银行家算法基于资源分配图和安全序列判断系统当前状态是否安全，通过对资源的预测来对当前请求的资源进行分配。如果预测后系统仍然安全，则可以分配资源；反之不能分配。银行家算法通过将系统看作一个银行家和一组他的客户，客户需要在系统中申请一定数量类型的资源，同时也需要归还一定数量类型的资源。

2. 银行家算法流程

银行家算法的流程包括以下步骤：

（1）初始时，确认系统中可用的资源和每个进程的最大需求和已分配资源。

（2）通过计算系统中每种资源的总数和已占用的数量来得出尚可分配的数量。

（3）根据已分配资源，计算出每个进程还需要的资源数量。

（4）模拟每个进程完成任务后所占用的资源数量。

（5）通过多次模拟找到一个安全序列来判断当前状态是否安全，并且计算出每次能够安全释放的资源数量。

（6）每当有新的资源请求时，进行预测分配，根据是否导致系统出现死锁，决定是否进行分配。

3. 银行家算法应用

银行家算法可以用于避免死锁，提高系统的稳定性。在操作系统中的资源管理和进程调度中，银行家算法很容易实现。在银行、保险、制造业等多个领域也有广泛的应用。

三、解答

本例题中进程P1请求1 0 2 0 0，需要分配的资源数量分别为1个A、2个C。预测分配后系统可用资源为2 3 0 1 2，无论是否还有进程在请求资源，都可以满足其资源需求，因此可以分配资源给进程P1。