計科112康巖巖201100814220操作系統實驗報告實驗四：銀行家算法的實現計科112 康巖巖 2011008142202013/4/29實驗四：銀行家算法的實現一實驗目的（1） 加深了解有關資源申請、避免死鎖等概念。（2） 體會和了解死鎖和避免死鎖的具體實施方法。二實驗屬性該實驗為設計性實驗。三實驗儀器設備及器材普通PC386以上微機四實驗要求本實驗要求2學時完成。本實驗要求完成如下任務：（1）設計進程對各類資源最大申請表示及初值的確定。（2）設定系統提供資源的初始狀況。（3）設定每次某個進程對各類資源的申請表示。（4）編制程序，依據銀行家算法，決定其資源申請是否得到滿足。（5）顯示資源申請和分配時的變化情況。五實驗步驟（一）任務分析：實現銀行家算法，首先需要構造四張鏈表表，如下：進程最大需求數量表：Maxmn進程以獲取資源量表 Allocationmn需求表 Needmn可用資資源 Availablen其中，m表示進程數目。n表示資源數目。 對于銀行家算的實現，我們可以先初始化一部分數據，模擬出某一狀態下的資源分配情況。并發出資源請求，然后判斷請求是否可行，并尋找安全序列。 可以看出，本次試驗會設計到大量的數據，所以為了簡化步驟，并且能直觀的得到算法運行結果，需要用到窗口來呈現數據變化情況。（二）程序設計：（1） 總體設計：本次試驗語言為java。程序分兩大部分，一部分是核心的銀行家算法，用來處理資源請求。另一部分是界面，用來發出資源請求并顯示處理結果。利用java的swing編程和相關IDE，很容易初始化資源分布情況，下面是其截圖：（2） 具體實現：核心部分,銀行家算法： 算法的實現完全按照教材中的步驟來進行，具體實現如下：/* * * param processID 進程號 * param ra 請求A類資源數量 * param rb 請求A類資源數量 * param rc 請求C類資源數量 */public static List checkEnable(int processID, int ra, int rb, int rc) /得等到該進程對各類資源的需求量數組Integer need = Need.get(processID);/得等到該進程的各類資源的就緒量數組Integer allocation = Allocation.get(processID);/檢測請求數量是否大于需求量if (ra need0 | rb need1 | rc need2) return null;/檢測請求量是否大于可用量if (ra Available0 | rb Available1 | rc Available2) return null;/先根據需求修改各類數據，如果后來檢測到不存在安全序列，這些數據還會復原Available0 -= ra;Available1 -= rb;Available2 -= rc;need0 -= ra;need1 -= rb;need2 -= rc;allocation0 += ra;allocation1 += rb;allocation2 += rc;/獲取安全序列List list = findSaftyLine(processID);/如果安全序列為空，則恢復剛才修改的數據if (list = null) Available0 += ra;Available1 += rb;Available2 += rc;need0 += ra;need1 += rb;need2 += rc;allocation0 -= ra;allocation1 -= rb;allocation2 -= rc;return list;/* * 尋找安全序列 * param proceeeId * return */private static List findSaftyLine(int proceeeId) /得到進程數目int count = Max.size();/標示進程是否安全的數組boolean finish = new booleancount;for (int i = 0; i count; i+) finishi = false;/得到現有各類資源數目Integer work = new IntegerAvailable0, Available1, Available2;int curr = proceeeId;/安全序列List saft = new ArrayList();/尋找 滿足條件 ”finishi=false And Needijworkj“（摘自課本） 的進程while (curr count) if (finishcurr = false) Integer need = Need.get(curr);/檢測需求量是否符合要求，如果符合，需要修改相應數值if (need0 = work0) & (need1 = work1) & (need2 = work2) Integer allocation = Allocation.get(curr);work0 += allocation0;work1 += allocation1;work2 += allocation2;saft.add(curr); /線程號加入安全序列finishcurr = true; /標示完成curr = 0; /從頭搜索數據 else curr+; else curr+;/檢測是否有進程不安全for (int i = 0; i count; i+) if (finishi = false) return null;return saft;界面部分：雖然界面不是實驗的關鍵，但在本次實驗中，界面擔當了很重要作用，銀行家算法有可能涉及大量數據，所以這需要一個良好的界面來呈現數據。在該程序中，只需要在表格中輸入各類請求資源的數目，并指定相關進程，點擊按鈕就可的出計算結果，具體實現如下：/* * 初始化數據 */private void initData() int rows = this.jTable1.getRowCount();this.jComboBox1.removeAllItems();for (int i = 0; i rows; i+) this.jComboBox1.addItem(this.jTable1.getValueAt(i, 0);for (int i = 0; i rows; i+) /最大需求表Integer max = Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 1).toString(), Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 2).toString(), Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 3).toString();DoMethod.Max.add(max);/已獲得資源表Integer allocation = Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 4).toString(), Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 5).toString(), Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 6).toString();DoMethod.Allocation.add(allocation);/需求表Integer need = Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 7).toString(), Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 8).toString(), Integer.parseInt(this.jTable1.getValueAt(i, 9).toString();DoMethod.Need.add(need);/各類資源總量 DoMethod.Available = new IntegerInteger.parseInt(this.a.getText(), Integer.parseInt(this.b.getText(), Integer.parseInt(this.c.getText(); private void jButton1ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) DoMethod.Available = new IntegerInteger.parseInt(this.a.getText(), Integer.parseInt(this.b.getText(), Integer.parseInt(this.c.getText(); /獲取請求參數，分別為三類資源的數目int ra_ = Integer.parseInt(this.ra.getText();int rb_ = Integer.parseInt(this.rb.getText();int rc_ = Integer.parseInt(this.rc.getText();/得到請求數據的進程號int processId = this.jComboBox1.getSelectedIndex();/獲取安全序列List list = DoMethod.checkEnable(processId, ra_, rb_, rc_);if (list != null) /顯示處理情況showResult(list); else JOptionPane.showMessageDialog(null, 此請求無法獲得安全序列！);/ TODO add your handling code here: /* * 顯示安全序列 * param list */private void showResult(List list) DefaultTableModel newtable1 = (DefaultTableModel) this.jTable1.getModel();newtable1.setRowCount(0);/清空表格1int count = DoMethod.Max.size();/顯示各進程的資源情況for (int i = 0; i count; i+) Integer max = DoMethod.Max.get(i);Integer need = DoMethod.Need.get(i);Integer allocation = DoMethod.Allocation.get(i);Object o = new ObjectP + i, max0, max1, max2, allocation0, allocation1, allocation2, need0, need1, need2;newtable1.addRow(o);this.jTable1.updateUI();/顯示可用資源情況this.a.setText(DoMethod.Available0+);this.b.setText(DoMethod.Available1+);this.c.setText(DoMethod.Available2+);/請求一次資源后，就禁止修改現有資源數目this.a.setEnabled(false);this.b.setEnabled(false);this.c.setEnabled(false);/根據安全序列顯示數據/得到可用資源的一個副本Integer work = DoMethod.Available0, DoMethod.Available1, DoMethod.Available2;DefaultTableModel newtable2 = (DefaultTableModel) this.jTable2.getModel();newtable2.setRowCount(0);/清空表格for (int get : list) Integer need = DoMethod.Need.get(get);Integer allocation = DoMethod.Allocation.get(get);Object o = new ObjectP + get, work0, work1, work2, need0, need1, need2, allocation0, allocation1, allocation2, work0 + allocation0, work1 + alloc