一文说透银行家算法的核心

银行家算法是一种用于在多任务系统中管理资源分配的算法。它是用来解决系统中的死锁问题的，特别是在进程间共享资源时。银行家算法通过在进程请求资源时进行安全性检查，来确保系统不会进入死锁状态。

银行家算法的例子可以用假设有3种资源(A,B,C)和4个进程(P0,P1,P2,P3)来解释。

假设系统有10个A资源，5个B资源，7个C资源。

P0最大需要3个A资源，2个B资源，2个C资源。
P1最大需要6个A资源，2个B资源，2个C资源。
P2最大需要1个A资源，1个B资源，4个C资源。
P3最大需要8个A资源，4个B资源，3个C资源。

假设P0,P1,P2,P3分别已经分配了(1,1,0,2)个A资源，(0,0,1,1)个B资源，(0,0,3,1)个C资源。

银行家算法会检查每个进程已分配资源与最大需求资源的差值，称为该进程的安全性数组，如果每个进程的安全性数组都大于0，则系统处于安全状态。

此例中 P0 安全性数组为 (2,1,0) P1为 (4,1,0) P2为 (0,0,0) P3为 (2,3,2)。由于P2安全性数组中有一个0，所以系统不安全。如果系统不安全，银行家算法将拒绝进程的请求，直到系统进入安全状态。

银行家算法其实也不是百分之百完美的，银行家算法的一个明显缺点是，它需要额外的空间来存储当前可用资源数量和每个进程所需资源数量的信息。另外，银行家算法需要频繁地更新这些信息，这会增加系统的开销。银行家算法也需要一个额外的安全性检查步骤，来避免资源分配后出现不安全状态。银行家算法还需要额外的判断是否存在死锁，如果存在死锁，需要释放资源或者终止进程来避免死锁，这会影响系统的性能和可靠性。