Deadlocks

Deadlocks

Deadlocks sind eine unangenehme Sache. Sie sollten besser nicht auftreten, aber das kann man leider nicht selbst bestimmen. Zunächst die Definition:

Definition: Deadlock-Zustand

Definition

Eine Menge von Prozessen befindet sich nach Tanenbaum 2009 in einem Deadlock-Zustand, wenn jeder Prozess aus der Menge auf ein Ereignis wartet, das nur ein anderer Prozess aus der Menge auslösen kann.

Wenn sich mehrere Prozesse in einem Deadlock-Zustand befinden, so sagt man auch vereinfachend: Es ist ein Deadlock aufgetreten.

Der englische Betriff Deadlock wird auf deutsch gerne mit Verklemmung übersetzt.

In der realen Welt gibt es eine schöne Analogie zum Deadlock-Zustand von Prozessen:

Aus der Praxis

Wenn du dir vorstellen kannst, dass ein Auto im Strassenverkehr einen Prozess repräsentiert, dann zeigt dieses Bild einen Deadlock-Zustand einer Menge von Autos. (Hier gibt es eine kleine Sammlung mit ähnlichen Fotos.)

In Anbetracht dieser Bilder kannst du überlegen, ob die Menge der Prozesszustände noch um einen ergänzt werden sollte. Welcher Zustand ist damit gemeint?

Lösung

Aufgabe 1

Aufgabe

 Aufg. : Deadlock-Philosophen

Mandl 2013 geht am Ende von Kapitel 6.2.2 auf das Philosophenproblem und eine dabei bestehende Deadlock-Gefahr ein.

Erläutere:

• Unter welcher Bedingung tritt bei den speisenden Philosophen ein Deadlock-Zustand ein?
• Welche Rolle spielt eine atomare Aktion dabei?

Vier Bedingungen für einen Deadlock

Eine grundlegende Arbeit über System Deadlocks veröffentlichten E.G. Coffman, Jr.; M.J. Elphick und A. Shoshani im Jahre 1971 in der Zeitschrift Computing Surveys, Vol. 3, No. 2; (hier ist ein alternativer Link zu diesem Dokument).

Sie beschreiben darin vier Bedingungen, welche allesamt eingetreten sein müssen, und damit einen Deadlock-Zustand verursacht haben:

1. Mutual exclusion condition
   Eine Ressource steht einem Prozess nur exklusiv zur Verfügung, sie kann also nicht gleichzeitig von mehreren Prozessen belegt werden.
2. Wait for condition
   Prozesse warten und behalten dabei die Kontrolle über bereits zugewiesene Ressourcen solange, bis sie alle Ressourcen zugesprochen bekommen haben, um schließlich ihre Arbeit fortführen zu können.
3. No preemption condition
   Zugewiesene Ressourcen können einem Prozess nicht gewaltsam wieder entrissen werden.
4. Circular wait condition
   Es gibt eine zyklische Kette von Prozessen, die bereits eine oder mehrere Ressourcen zugewiesen bekommen haben, und die gleichzeitig auf weitere Ressourcen warten, welche bereits dem jeweils nächsten Prozess in der Kette zugesprochen wurden.

So geht es weiter:

Gliederung

3.2.12 Deadlocks

3.2.12.1 Vier Bedingungen nach Coffman

3.2.12.2 Deadlocks erkennen

3.2.12.3 Deadlocks ignorieren

3.2.12.4 Deadlocks vermeiden

3.2.12.5 Deadlocks verhindern

3.2.12.6 Deadlock-Fazit

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