3.8 死锁的检测与解除
L21
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
3.8 死锁的检测与解除
本节概览：先建立「死锁的检测与解除」的框架，再依次展开下列小节。
- 死锁的检测
- 死锁的解除
3.8.1 死锁的检测
资源分配图由结点集 N 和边集 E 组成 G=(N,E)。
- N 分为进程结点集 P 和资源结点集 R
- 边 e∈E 连接 P 和 R 中的结点：请求边（Pi→Rj）和分配边（Rj→Pi）
利用资源分配图简化来检测系统是否处于死锁状态：找出既不阻塞又非独立的进程结点 Pi，让它获得资源运行至完成并释放资源，相当于消去其请求边和分配边，使之成为孤立结点。
简化过程：P1 释放资源后可使 P2 获得资源继续运行，P2 完成后释放资源形成图 (c)。
若能消去所有边使所有进程结点成为孤立结点，则图是可完全简化的（无死锁）；否则不可完全简化（有死锁）。
死锁检测的数据结构类似于银行家算法。
- 可利用资源向量 Available，表示 m 类资源每类的可用数目
- 把不占用资源的进程（Allocation=0）记入 L 表
3.8.2 死锁的解除
死锁解除的两种方法。
终止所有死锁进程
最简单的方法，但代价可能很大，有些进程可能已接近结束。
逐个终止进程
按某种顺序逐个终止进程直至有足够资源打破循环等待，但每终止一个进程都有代价。
付出代价最小的死锁解除算法：基于进程的代价（如优先级、已运行时间、还需时间等）选择代价最小的进程终止，直至解除死锁。
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。
死锁的检测与解除
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？