銀行家算法核心

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先尋找滿足系統(tǒng)當前剩余的資源量（avaliable ）>=進程運行所需的資源數(shù)的進程（need），再假設(shè)這個進程安全校驗是成功的，當這個進程運行完畢后，釋放資源后，現(xiàn)在系統(tǒng)當前剩余的資源(avaliable)=avaliable+該線程之前已分配的資源（allocation） ，將該節(jié)點進程設(shè)為處理時忽略進程，再以上條件為前提進行安全校驗。
安全校驗：一個進程獲得資源后，運行完畢，釋放之前分配的資源，其他的線程可以繼續(xù)運行，而不會造成死鎖。
這樣就會產(chǎn)生回溯。

滿足條件：是否存在一個進程運行所需的資源數(shù)<=當前系統(tǒng)剩余的資源數(shù)。

查找操作：先判斷回溯的步長（層數(shù)）是否等于節(jié)點的個數(shù)，如果等于說明已經(jīng)找到了正確路徑，返回真給上一層，如果不滿足，則看一下此層是否存在滿足條件的節(jié)點，如果存在，這一該節(jié)點為回溯點開始查找操作。如果都不存在，說明上一層的回溯點不是我們要找的節(jié)點，返回假給上一層，并回溯回到上一層節(jié)點，將忽略標記清楚，換另一個滿足條件的節(jié)點繼續(xù)在進行查找操作。

先以一個滿足條件的節(jié)點進行忽略標記（下一次查找時可忽略此節(jié)點），回溯的步長加一，再進行查找操作（下一層）。

import java.util.Arrays;

public class BanksTest {
  // 用于存儲預(yù)操作后的資源變化
  static int[] new_Avaliable = null;
  // 用于存儲預(yù)操作的完成度
  static boolean[] new_finish = null;
  // 用于保存最終的進程執(zhí)行順序,初始化為非法進程-1
  static int right[] = { -1, -1, -1, -1, -1 };

  public static void main(String[] args) {
    // 大需求量
    int[][] max = { { 7, 5, 3 }, { 3, 2, 2 }, { 9, 0, 2 }, { 2, 2, 2 }, { 4, 3, 3 } };
    // 當前系統(tǒng)可用資源量
    int[] avaliable = { 3, 3, 2 };
    // 每個進程運行還需資源量
    int[][] need = new int[5][3];
    // 每個進程已分配的資源量
    int[][] allocation = { { 0, 1, 0 }, { 2, 0, 0 }, { 3, 0, 2 }, { 2, 1, 1 }, { 0, 0, 2 } };
    // 用于第一深度預(yù)判的初始化
    boolean finish[] = { false, false, false, false, false };
    // 獲取每個進程運行時還需的資源量
    for (int i = 0; i < max.length; i++) {
      for (int j = 0; j < max[i].length; j++) {
        need[i][j] = max[i][j] - allocation [i][j];
      }
    }
    // 創(chuàng)建遞歸深度
    int deep = 0;
    // 調(diào)用回溯遞歸算法
    deepCheck(avaliable, allocation, need, finish, deep, right);
    int i = 0;
    // 查看最終的安全序列的值，看是否存在初始的非法進程，如果存在，則說明該案例不存在安全的進程執(zhí)行順序
    for (; i < right.length; i++) {
      if (right[i] == -1) {
        break;
      }
    }
    if (i < right.length) {
      System.out.println("該案例不存在安全的進程執(zhí)行順序");
      return;
    }
    // 打印安全的執(zhí)行順序
    for (int j = 0; j < right.length; j++) {
      System.out.println(right[j]);

    }

  }

  // 完全遞歸回溯查找安全順序
  public static boolean deepCheck(int[] avaliable, int[][] allocation, int[][] need, boolean finish[], int deep,
      int right[]) {
    int j = 0;
    boolean flog = false;
    // 如果深度為進程的個數(shù)數(shù)說明已經(jīng)查找到頭了,說明上一深度的進程是安全節(jié)點。因為上一深度的進程滿足了當前資源數(shù)大于或等于該進程運行所需的資源數(shù)，且為安全序列中最后一個節(jié)點。
    if (deep == need.length) {
      return true;
    }
    // 遍歷所有節(jié)點進程開始查找,直到找到安全校驗成功的的節(jié)點進程
    for (int i = 0; i < need.length; i++) {
      // 對于未被標記的進行校驗，已被標記的為已被列為安全節(jié)點所以無需再進行校驗
      if (!finish[i]) {
        // 判斷當前的節(jié)點進程的剩余的資源量,是否滿足運行所需的資源量
        for (j = 0; j < avaliable.length; j++) {
          // 不滿足
          if (need[i][j] > avaliable[j]) {
            break;
          }
        }
        // 不滿足則處理下一個節(jié)點進程
        if (j < avaliable.length) {
          continue;
        } else {
          // 滿足情況
          // 復(fù)制會被修改的前提條件，已便于當前進程校驗不成功時，可以恢復(fù)前提條件，開始下一個節(jié)點進程的校驗
          new_Avaliable = Arrays.copyOf(avaliable, avaliable.length);
          new_finish = Arrays.copyOf(finish, finish.length);
          // 假設(shè)當前節(jié)點進程是可以校驗成功的節(jié)點進程，修改該進程運行完畢后釋放之前分配的進程。
          for (j = 0; j < new_Avaliable.length; j++) {
            new_Avaliable[j] += allocation[i][j];
          }
          // 假設(shè)標記當前為校驗成功的安全節(jié)點進程，下一深度查找時會忽略此進程。
          new_finish[i] = true;
          // 增加深度
          deep++;
          // 以上假設(shè)為前提，進行下一深度的安全校驗判斷其他所剩余進程是否可以繼續(xù)運行，而不造成死鎖。
          flog = deepCheck(new_Avaliable, allocation, need, new_finish, deep, right);
          // 如果進行安全校驗后為真，說明當前進程是我們要找的進程
          if (flog) {
            // 保存到最終進程執(zhí)行序列的數(shù)組中
            right[--deep] = i;
            break;
          }

        }

      }

    }
    // 安全校驗成功
    if (flog) {
      return true;
    } else {
      // 安全校驗失敗
      // 清楚之前的假設(shè)標記
      new_finish[right[--deep]] = false;
      return false;
    }

  }
}

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新聞標題：使用java實現(xiàn)銀行家算法-創(chuàng)新互聯(lián)
分享路徑：http://chinadenli.net/article8/dpehip.html

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