Восстановление после тупиков

Систему, оказавшуюся в тупике, можно вывести из него, нарушив одно из условий его существования. При этом возможно несколько процессов частично или полностью потеряют результаты проделанной работы.

Сложность восстановления обусловлена рядом факторов.

· в большинстве систем нет достаточно эффективных средств для приостановки процесса, вывода его из системы и возобновления впоследствии;

· если даже такие средства есть, то их использование требует затрат и внимания оператора;

· восстановление после серьезного тупика может потребовать много работы.

Восстановление при помощи перераспределения ресурсов

Один из способов восстановления - принудительный вывод некоторого процесса из системы для последующего использования его ресурсов. Для определения того, какой процесс выводить из системы зачастую требуются усилия оператора. В некоторых случаях может оказаться возможным временно забрать ресурс у его текущего владельца и передать его другому процессу.

Например, чтобы отобрать лазерный принтер у процесса, который осуществляет вывод на него, оператор может собрать уже напечатанные бумаги и сложить их в стопку. Затем процесс может быть приостановлен и принтер передан другому процессу. После окончания его работы бумага может быть возвращена в принтер и первый процесс возобновляется. Возможность забрать ресурс у процесса, дать его другому процессу и затем вернуть его назад без нанесения ущерба сильно зависит от природы ресурса. Подобное восстановление часто трудно, если не невозможно.

Самый эффективный способ приостановки и возобновления. В ряде систем реализованы средства рестарта с контрольной точки (сохранение состояния системы в какой-то момент времени). Там где эти средства не предусмотрены, их должны организовать разработчики прикладных программ. Если проектировщики системы знают, что тупик вероятен, они могут периодически организовывать для процессов контрольные точки.

Когда тупик обнаружен, видно какие ресурсы вовлечены в цикл кругового ожидания. Чтобы осуществить восстановление, процесс, который владеет таким ресурсам, должен быть отброшен к моменту времени, предшествующему его запросу на этот ресурс.

Восстановление через ликвидацию одного из процессов

Грубый, но простейший способ устранить тупик - убить один или более процессов. Например, убить процесс, который в цикле. Тогда при удаче остальные процессы смогут выполняться. Если это не помогает, то можно ликвидировать еще один процесс.

По возможности лучше убить тот процесс, который может быть без ущерба возвращен к началу (такие процессы называются идемпотентными), например, компиляция. С другой стороны процесс, который изменяет содержимое базы данных, не всегда может быть корректно запущен повторно.

При предотвращении тупиков целью является обеспечение условий, исключающих возможность возникновения тупиковых ситуаций. Система, предоставляя ресурс в распоряжение процесса, должна принять решение, безопасно это или нет. Возникает вопрос: есть ли такой алгоритм, который помогает всегда избегать тупиков и делать правильный выбор. Ответ: можно избегать тупиков, но только, если определенная информация известна заранее.

Путем тщательного распределения ресурсов. Алгоритм банкира

Можно избежать тупиковой ситуации, если рациональным образом использовать ресурсы, придерживаясь определенных правил.

Один из алгоритмов предотвращения тупиков – алгоритм банкира (предложен Дейкстрой) – базируется на концепции безопасных состояний. Он имитирует действия банкира, который, располагая определенным источником капитала, принимает ссуды и выдает платежи.

Пример. Предположим, что у системы в наличии n устройств. Суть алгоритма состоит в следующем.

· ОС принимает запрос от пользовательского процесса, если его максимальная потребность не превышает n.

· Пользователь гарантирует, что если ОС в состоянии удовлетворить его запрос, то все устройства будут возвращены системе в течение конечного времени.

· Текущее состояние системы называется надежным, если ОС может обеспечить всем процессам их выполнение в течение конечного времени.

· В соответствии с алгоритмом банкира выделение устройств возможно, только если состояние системы остается надежным.

Пример 11. Определить надёжность состояния для системы с тремя пользователями и 12-ю устройствами, где 10 устройств задействовано, а 2 имеется в наличии. Исходные данные приведены в таблице 12.

Данное состояние надежно: вначале удовлетворить запросы второго пользователя, затем дождаться, когда он выполнит свою работу и освободит свои 6 устройств. Затем можно обслужить остальных пользователей. То есть, система удовлетворяет только те запросы, которые оставляют ее в надежном состоянии и отклоняет остальные.

Термин ненадежное состояние не предполагает, что обязательно возникнут тупики. Он лишь говорит о том, что в случае неблагоприятной последовательности событий система может зайти в тупик.

· Алгоритм банкира исходит из фиксированного количества ресурсов.

· Он требует, чтобы число работающих пользователей оставалось постоянным.

· Данный алгоритм требует, чтобы распределитель гарантированно удовлетворял запросы за конечный период времени. Очевидно, что для реальных систем нужны более конкретные гарантии.

· Алгоритм требует, чтобы клиенты гарантированно возвращали ресурсы. В реальных системах требуются, гораздо более конкретные гарантии.

· Требуется, чтобы пользователи заранее указали свои максимальные потребности в ресурсах. При динамическом распределении ресурсов трудно оценить максимальные потребности пользователей.

Способы предотвращения тупиков за счет нарушения условий возникновения тупиков

Для предотвращения тупиков необходимо, чтобы одно из четырёх условий, сформулированных в 5.8, было нарушено. Тогда тупик не возможен.

Если в системе отсутствуют выделенные ресурсы, тупиков не будет. Тем не менее, ясно, что обобществление, например, принтера, то есть, разрешение двум процессам писать на один принтер в одно и то же время приведет к хаосу. За счет организации спулинга одновременная печать для нескольких процессов становится возможной. В этой модели единственный процесс, реально взаимодействующий с принтером - демон принтера. Таким образом, тупик для принтера устранен.

К сожалению, не для всех устройств может быть организован спулинг (таблица процессов плохо поддается спулингу). Неприятным побочным следствием может быть потенциальная тупиковая ситуация из-за конкуренции за дисковое пространство для спул-буфера. Тем не менее, в той или иной форме эта идея применяется часто.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: