银行家算法.docx
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银行家算法
实验二银行家算法
一、实验目的
利用银行家算法，可以来检测CPU为进程分配资源的情况，决定CPU是否响应某进程的的请求并为其分配资源，从而很好避免了死锁的产生。
使用高级编程语言编写程序，来模拟银行家算法的实现过程
二、实验内容
（1）如果Requesti＜or=Need,则转向步骤
（2）；否则，认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。
（2）如果Request＜or=Available,则转向步骤（3）；否则，表示系统中尚无足够的资源，进程必须等待。
（3）系统试探把要求的资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值：
Available=Available-Request[i];
Allocation=Allocation+Request;
Need=Need-Request;
（4）系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。
三、程序流程图
1、系统主要过程流程图
2、银行家算法流程图
3、安全性算法流程图
注：
程序流程图是根据自己程序的整个流程用photoshop制成，再插入进来。
四、源程序清单
packagebank;
importjava.util.Scanner;
publicclassTest
{
intno1,no2;
staticintMax[][];//最大需求
staticintAllocation[][];//已分配资源数
staticintNeed[][];//仍需资源数
staticintAvailable[];//可利用资源数
staticStringname1[];
staticStringname2[];
staticboolean[]Finish;
staticint[]temp={0};//存放安全序列
staticintwork[];
staticint[]Request;
Scannerinput=newScanner（System.in）;
publicstaticvoidmain（String[]args）{
Testt=newTest（）;
t.printFrame（）;
//t.print（）;
t.Safty（）;
t.judge（）;
}
/*输入初始化数据*/
publicvoidprintFrame（）
{
System.out.println（"*****************************************************"）;
System.out.println（"**"）;
System.out.println（"*银行家算法设计与实现*"）;
System.out.println（"**"）;
System.out.println（"*****************************************************"）;
System.out.print（"请输入系统中进程的个数:
"）;
no1=input.nextInt（）;
System.out.print（"请输入资源的种类数：
"）;
no2=input.nextInt（）;
Max=newint[no1][no2];
Allocation=newint[no1][no2];
Need=newint[no1][no2];
Available=newint[no2];
name1=newString[no1];
name2=newString[no2];
intsum[]=newint[3];
for（inti=0;i{
System.out.print（"请输入进程"+i+"的名字:
"）;
name1[i]=input.next（）;
}
for（inti=0;i{
System.out.print（"请输入资源"+i+"的名字:
"）;
name2[i]=input.next（）;
}
for（inti=0;i{
for（intj=0;j{
System.out.print（"请输入进程"+name1[i]+"的"+name2[j]
+"类资源最大需求量:
"）;
Max[i][j]=input.nextInt（）;
}
}
for（inti=0;i{
for（intj=0;j{
System.out.print（"请输入进程"+name1[i]+"的"+name2[j]
+"类资源已占有资源量:
"）;
Allocation[i][j]=input.nextInt（）;
Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];
}
}
for（inti=0;i{
System.out.print（"请输入类资源"+name2[i]+"的可利用资源数：
"）;
Available[i]=input.nextInt（）;
}
//for（inti=0;i//{
//for（intj=0;j//{sum[i]+=Allocation[j][i];}
//}
for（inti=0;i{Available[i]=Available[i]-sum[i];}
}
/*打印輸出*/
publicvoidprint（）
{
System.out.println（"**************此时刻资源分配情况**************"）;
System.out.println（"NumberNameMaxAllocationNeed"）;
for（inti=0;i{
System.out.print（""+i+""）;
System.out.print（name1[i]+""）;
for（intj=0;j{System.out.print（Max[i][j]+""）;}
for（intj=0;j{System.out.print（""+Allocation[i][j]）;}
for（intj=0;j{System.out.print（""+Need[i][j]）;}
System.out.println（）;
}
System.out.print（"各个类资源可利用的资源数分别为:
"）;
for（intj=0;j{System.out.print（""+Available[j]）;}
System.out.println（）;
}
/**
*进行安全性检测
*/
publicvoidSafty（）{
Finish=newboolean[no1];
temp=newint[no1];
inti,k=0,m,apply,j;//k为安全序列的序列数
intflag=0;
work=newint[no2];
for（i=0;i{work[i]=Available[i];}
for（i=0;i{
apply=0;
for（j=0;j{
if（Finish[i]==false&&Need[i][j]<=work[j]）//
{
apply++;
if（apply==no2）
{
for（m=0;mwork[m]=work[m]+Allocation[i][m];//变分配数
Finish[i]=true;
temp[k]=i+1;//保存安全序列
i=-1;//
k++;
flag++;
}
}
}
}
for（i=0;i{
if（Finish[i]==false）{System.out.println（"系统不安全！
"）;}
else
{
System.out.print（"系统是安全的，安全序列为：
"）;
for（i=0;i{System.out.print（temp[i]+"-->"）;}
System.out.println（）;
print（）;
}
}
}
/*进行资源分配*/
publicvoidchangdata（inti）
{
intj;
for（j=0;j{
Available[j]=Available[j]-Request[j];
Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j];
Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j];
}
}
/*利用银行家算法对申请资源对进行判定*/
voidjudge（）
{
Request=newint[no2];
charch='y';
inti=0,j=0;
System.out.print（"请输入您要分配的资源进程号：
"）;
for（j=0;j<10;j++）
{
i=input.nextInt（）;
if（i>no1）
{System.out.println（"输入错误，请重新输入:
"）;continue;}
elsebreak;
}
//System.out.println（"错误次数太多，看来您今天不适合进行操作，系统退出！
"）;
//System.exit（0）;}
System.out.println（"请输入进程"+i+"申请的资源：
"）;
for（j=0;j{
System.out.print（name2[j]+"类资源请求：
"）;
Request[j]=input.nextInt（）;//输入需要申请的资源
}
for（j=0;j{
if（Request[j]>Need[i][j]）//判断申请是否大于需求，若大于则出错
{
System.out.println（"进程"+i+"申请的资源大于它所需要的资源。
"）;
System.out.println（"分配不合理，不予分配！
"）;
ch='n';
break;
}
else
{
if（Request[j]>Available[j]）//判断申请是否大于当前资源，若大于则
{
System.out.println（"进程"+i+"申请的资源大于系统现在可利用的资源。
"）;
System.out.println（"分配不合理，不予分配！
"）;
ch='n';
break;
}
}
}
if（ch=='y'）
{
changdata（i）;//根据进程需求量变换资源
Safty（）;//根据进程需求量进行银行家算法判断
}
System.out.println（"请输入您所要进行的操作：
1：
继续分配2：
退出"）;
for（i=0;i<5;i++）
{
intchoice=input.nextInt（）;
if（choice==1）judge（）;
elseif（choice==2）System.exit（0）;
elseSystem.out.println（"输入错误，请重新输入：
"）;
}
System.out.println（"错误次数太多，看来您今天不适合进行操作，系统退出！
"）;
System.exit（0）;
}
}
五、结果及分析
5.1测试用例为课本上的例题：
某系统有R1、R2和R3共3种资源，在T0时刻P1、P2、P3和P4这4个进程对资源的占用和需求情况见下表，此刻系统的可用资源为（2，1，2）。
进程最大需求量占有量
R1R2R3R1R2R3
P1322100
P2613411
P3314211
P4422002
取了4种不同的例子，来测试系统的主要功能是否实现：
进程iRequest[i]检测结果
a.1212Request>Need
b.0222Request>Available
c.1101可以分配
d.0101系统不安全
5．2测试结果截图：
开始界面
初始化并打印输出
用例测试a：
进程1发出请求Request（2,1,2）——Request>Need，不予分配。
用例测试b：
进程0发出请求Request（2,2,2）——Request>Available，不予分配。
用例测试c：
进程1发出请求Request（1,0,1）——可以分配。
用例测试d：
进程0发出请求Request（1,0,1）——系统不安全。
输入测试a：
如果所输入的要分配资源的进程号不在存在的进程，则报错请求重新输入。
输入测试b：
在选择继续分配还是退出中，如果输入不符合要求，则报错请求重新输入，连续错误5次后系统将自动关闭。
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