8 - Deadlocks - Prof. Vinícius Páduafacid.viniciuspadua.com.br/so/slide05.pdf · – Verifica se...

DEADLOCKSIMPASSES

ViníciusPádua

ViníciusPáduaViníciusPádua

OqueéumDeadlock?

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OqueéumDeadlock?

• Cenário– Doisprocessos:GravarCDcomdadosdoscanner

• ProcessoAsolicitaoCDéautorizado• ProcessoBsolicitaoscanneréautorizado• ProcessoAsolicitaoscannerénegado• ProcessoBsolicitaoCDénegado• ProcessosAeBestãoemdeadlock• Comoproceder?• Eseoshardwarefosseacessadosdeformacompartilhada?

• Nãoéexclusividadedosprocessos– Bancodedados,arquivosnodisco,threads,...

• Recursos

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Deadlock

• Eventosnecessáriosparautilizardeumrecurso– Requisitarorecurso

• Serecursonãodisponívelquandosolicitado– Processorequisitanteteráqueesperar

» Processoficaraconstantementesolicitandoatéseratendido

– Usarorecurso• Utilizarorecurso• Nessaetapaqueosdeadlockocorrem

– Liberarorecurso• Liberarrecurso

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ComoocorreumDeadlock?

• Cenários

• Quemdefineaordemdeexecução?

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...publicvoidprocess_A(){

resource_1.down();resource_2.down();use_both_resources();resource_2.up();resource_1.up();

}...

...publicvoidprocess_B(){


}...



}...



}...


Deadlock

• Naturezadorecurso– Preemptíveis

• Podemserretiradosdoprocessoproprietáriosemprejuízo• Ex.:Memória

– NãoPreemptíveis• Nãopodemserretirado,poiscausamprejuízos• Ex.:GravaçãodeDVD

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}...



}...

Recurso2épreemptível


OqueéumDeadlock?

• Umconjuntodeprocessosestaráemsituaçãodedeadlocksetodoprocessopertencenteaoconjuntoestiveresperandoporumeventoquesomenteoutroprocessodessemesmoconjuntopoderáfazeracontecer

• Condiçõesnecessárias para ocorrência de deadlock– Condição de exclusãomútua

• Processo solicita recurso de forma exclusiva– Condição deposse e espera

• Processos que, em um determinado instante, retêm recursos concedidosanteriormente podem requisitar novos recursos

– Condição denão preempção• Recursos não preemptível: Recursos concedidos previamente não podem ser

forçadamente tomados– Condição de espera circular

• Deve se um encadeamento de 2 ou mais processos• Cada um encontra-se à espera de um recurso que está sendo usando pelo

membro seguinte dessa cadeia

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ComoidentificarumDeadlock?• Visual : Modelados através de Grafos dirigidos• Simbolização

– Quadrado - Recursos– Círculo - Processos– Seta - Situação

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(a)recursoRalocadoaoprocessoA(b)processoBestásolicitando/esperando pelorecursoS(c)processosCeDestãoemdeadlocksobrerecursosTeU


Deadlock• Modelados através de Grafos dirigidos

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OrdemdeExecuçãodaCPU


Deadlock• Modelados através de Grafos dirigidos

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OrdemdeExecuçãodaCPU

Semdeadlock,poisnãoformouumciclo


Deadlock

• Estratégia para tratar deadlock– DetectareRecuperar– Evitandodeadlock– Prevenir– Ignorar

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DeadlockDetectareRecuperar

• Objetivo– Não tenta prevenir a ocorrência de deadlock

• Deixara queocorra• Ficara a procura e ao encontrá-lo ira tratá-lo

• Cenários– Um(1)recursodecadatipo

• Modelagemcomgrafosdirigidos

– Múltiplosrecursosdecadatipo• Baseadoemmatrizes

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DeadlockDetectareRecuperar• Umrecursodecadatipo

– Visual• Utilizaamodelagem degrafosdirigidos

– Verificaraexistênciadeumoumaisciclos– Real

• Algoritmodedetecção dedeadlock

• Modeleografodirigidoabaixo– P.AusaReprecisadeS– P.BprecisadeT– P.CprecisadeS– P.DusaUeprecisadeSeT– P.EusaTeprecisadeV– P.FusaWeprecisadeS– P.GusaVeprecisadeU

• Comoficouografo?– Deadlock?Pq?Quaisprocessoserecursosenvolvidos?

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ViníciusPáduaViníciusPádua 14

• Umciclopodeseencontradonografo->Deadlock– Fácilvisualização,eocomputador?

• Algoritmoparadetecçãodedeadlock



• Algoritmoparadetecçãodedeadlock– Sentido:EsquerdaparadireitaeSuperiorparainferior– L=[];L=[R];L=[R,A];L=[R,A,S];L=[R,A];L=[R];L=[]->Rcompletado– L=[];L=[A];L=[A,S];L=[A];L=[]->Acompleto– L=[];L=[B];L=[B,T];L=[B,T,E];...L=[B,T,E,V,G,U,D];

L=[B,T,E,V,G,U,D,S];L=[B,T,E,V,G,U,D];L=[B,T,E,V,G,U,D,T]


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DeadlockDetectareRecuperar• Múltiplosrecursosdecadatipo

– Utilizamatrizesevetores

– Tentarprocurarumprocessoquepossoseratendidoporcompleto

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• Processo1• Nãosatisfeito,poisnãoexistecd-rom disponível

• Processo2• Nãosatisfeito,poisnãoexistescannerdisponível

• Processo3• Satisfeito->Apósexecutado->A=(2220)

• Comficaorestodaexecução?• Processo2:Satisfeito->Apósexecutado->A=(4221)• Processo1:Satisfeito

• Todososprocessospodemserexecutados->semdeadlock



– Exercíciodefixação• Deacordocomoexemploabaixoverifique

– Seestaemdeadlock– Comochegouaestaconclusão?

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DeadlockDetectareRecuperar• Encontramosodeadlock?EAgora?Comorecuperar?– Técnicasderecuperação

• PorPreempção– Verificarsealgumrecursoédotipopreemptível

• PorRetrocesso– Checkpoints

» Salvaestadoatualdamáquina– Retornaratéoúltimocheckpoint

» Trabalhoéperdido

• PorEliminaçãodeProcesso– Simpleseradical– Eliminarumoumaisprocessospresentesnociclo

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Deadlock

• Estratégia para tratar deadlock– DetectareRecuperar

– Prevenir– Ignorar

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• Objetivo– Verificaseaalocaçãodeumrecursopodegerarumdeadlock

• Apenas liberarorecursoseasolicitação

• Comoidentificarseumrecursopodeserliberado?

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DeadlockEvitandodeadlock


• EstadosSeguroseInseguros– Utilizamaanalisedosestadosparaalocarounãoumrecurso– EstadoSeguro

• Nãoestaemdeadlock• Nenhumaordemdeexecuçãodosprocessocausadeadlock

– EstadoInseguro• Podesurgirumdeadlock

– Nãosignificadeadlock• Existe(m)ordemdeexecuçãoquegeradeadlock

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• Analisedosestados– QualoestadoemA?

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Verificarseseexisteumprocessoquepodeseratendidoporcompleto?


• EstadosSeguroseInseguros

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DEADLOCK


• Algoritmodobanqueiro• Analisacomoseriaonovoestadocomasolicitaçãodorecurso

– Seguro:Requisiçãoéaceita– Inseguro:Requisiçãoénegada

• Necessidade– Sabernúmeromáximodecadarecursoqueumprocessopoderá

solicitar– Númerodeprocessos

– Tipodosalgoritmos• Paraumúnicorecurso• Paramúltiplosrecursos• Algoritmossãosemelhantesaosanteriores

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• Algoritmodobanqueiro– Exercíciodefixação

• Deacordocomosexemplosabaixoverifiqueseéseguroouinseguro– Comochegouaestaconclusão?

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• Algoritmodobanqueiro– Exercíciodefixação

• Deacordocomosexemplosabaixoverifiqueseéseguroouinseguro– Comochegouaestaconclusão?

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RecursosExistentesRecursosAlocadosRecursosDisponíveis



• Algoritmodobanqueiro– TeoriaxPrática

• Teoria– Funcional

• Prática– Inútil– Processosnãosabemquantosrecursosnecessitam– Númerodeprocessosdinâmicos– Recursospodemsumir

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Deadlock

• Estratégia para tratar deadlock– DetectareRecuperar– Evitandodeadlock

– Ignorar

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DeadlockPrevenção

• Objetivo– Garantirqueosdeadlocknuncairamacontecer

• Serápossível?Como?– Evitarumadascondiçõesparaocorrênciadedeadlock

• Condição de exclusãomútua• Condição deposse e espera• Condição denão preempção• Condição de espera circular

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DeadlockPrevenção

• Condiçãodeexclusãomútua– Evitarqueumprocessoacesseorecursodiretamente– Ex.:Utilizaçãodasimpressoras– Utilizaçãodatécnicadespoll

• Condiçãodeposseespera– Evitarqueprocessoempossedeumrecursoespereporoutrosrecursos• Solicitarqueosprocessossolicitemtodososrecursosnoinício

– Algoritmo dobanqueiro– Retêmrecursosqueoutrosprocessospodemestarusando

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DeadlockPrevenção

• Condiçãodenãopreempção– Tratartodososrecursoscomopreemptível– ConsidereumprocessoAestejagravandoumCD-ROOM

• NomeiodagravaçãooprocessoBsolicitouoCD-ROOM• ProcessoBira“tomar”oCD-ROOMdoprocessoA• Ocasionaráumerronagravação!inviável!• Opçãoinviável

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DeadlockPrevenção• Condiçãodeesperacircular

– Idéias• Possuirapenasumrecursodecadavez

– Liberarorecursoatualantesdesolicitaronovo

• Fornecerumanumeraçãoglobalparaosrecursos– Apenaspodealocarrecursoseanumeraçãoformaiorquedorecursoatual

– ArequisitarrecursoieBrequisitarrecursoj– Sei<>jei>j

» Anãopoderequisitar j,poistemmenorprioridadequei– Sei<>jei<j

» Bnãopoderequisitari,poistemmenorprioridadequej– Dificuldade:Comoencontrarumaordemsatisfatória?

» Impossível

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DeadlockPrevenção

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• Resumo


• Estratégias para tratar deadlock– DetectareRecuperar– Evitandodeadlock– Prevenir

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Deadlock


DeadlockIgnorar• AlgoritmodoAvestruz• Idéia

– Fingirquenãoháproblema– Nãofazernada!Ctrl +alt +del

• Éaceitávelse– Deadlocksocorreremcompoucafreqüência– Custodaprevençãoforalto

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Outrasformasdeprevenção

• Bloqueioemduasfazes– BD→Bloqueioderegistroedepoisatualização– Fases

• Faseum:Bloqueio• Fasedois:Atualização

• ImpassesdeComunicação– Enviodedadospelarede→Timeout dospacotes

• Livelocks• Condiçãodeinanição(starvation)

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ViníciusPádua

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