3.6 预防死锁
L19
学习目标
死锁有四个必要条件；预防、避免（银行家）、检测与解除是四条路。MCU 固件里更常见的是两个任务互相等锁——用设计避免，而不是上完整检测器。
- 四条件：互斥、占有且等待、不可抢占、循环等待。破坏任一条件即可预防。
- 银行家算法用安全序列避免进入不安全状态，实现代价高，适合动画理解。
- 固件实例：任务 A 持 UART 锁等 GPIO，任务 B 持 GPIO 锁等 UART。超时放弃是工程折中。
原理 · 深入理解
3.6 预防死锁
本节概览：先建立「预防死锁」的框架，再依次展开下列小节。
- 破坏“请求和保持”条件
- 破坏“不可抢占”条件
- 破坏“循环等待”条件
3.6.1 破坏“请求和保持”条件
第一种协议：所有进程在开始运行前一次性申请整个运行过程所需的全部资源。
破坏“请求和保持”条件的核心：进程请求资源时不能持有不可抢占资源。
缺点
资源严重浪费，恶化资源利用率；进程常发生饥饿。
第二种协议：允许进程只获得运行初期所需资源后便开始运行，运行过程中逐步释放已用毕资源再请求新资源。
优点：进程更快完成任务，提高设备利用率，减少饥饿机率。
3.6.2 破坏“不可抢占”条件
破坏“不可抢占”条件：进程已保持某些不可抢占资源但新请求不能满足时，必须释放已保持的所有资源，待以后需要时重新申请。这意味着已占有资源被暂时释放（被抢占）。
3.6.3 破坏“循环等待”条件
破坏“循环等待”条件：对系统所有资源类型进行线性排序并赋予不同序号，进程按序号递增顺序申请资源。
优点
资源利用率和系统吞吐量都有较明显改善。
缺点
资源序号必须相对稳定，限制新设备增加；实际使用顺序与规定序号可能不符，造成资源浪费。
做 · 交互动画
- 根据「学习目标」列出 3 个关键词，对照原理段落解释给自己听。
预防死锁
用控件单步操作；日志区记下每一步发生了什么。
总结与提升
- 能默写死锁四条件，并举一个固件中的例子。
- 能用自己的话复述学习目标，并指出概念与板上实验的对应。
延伸思考
- 超时放弃算不算「解除死锁」？
- 如果把本节机制拿到 Linux 或完整 OpenHarmony 上，会多出哪些硬件假设？