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Bloqueo/Deadlock

Definición

Un conjunto de procesos está en un abrazo mortal cuando todos los procesos en ese conjunto están esperando un evento que sólo puede ser causado por otro proceso en el conjunto. Los eventos a los cuales nos estamos refiriendo son concernientes con la asignación y liberación de recursos principalmente. Sin embargo, otro tipo de eventos pueden llevar a la existencia de abrazos mortales.

            Nuevo lenguaje:

1-     Colapsar

2-     Bloquear

3-     Deadlock

4-     Livelock

Ahora está de moda la palabra colapsar, por ejemplo, se dice: "El Metro esta colapsado".

Este calificativo está mal usado, porque según la RAE, significa disminuir, en cambio es más acertada la palabra "bloquear", la cual significa "impedir el normal funcionamiento de....".

DeadLock o Abrazo Mortal: En el área de sistemas es usado también el anglicismo "DeadLock", O bloqueo mutuo (también conocido como interbloqueo, traba mortal) es el bloqueo permanente de un conjunto de procesos o cadenas de ejecución que compiten por recursos del sistema o bien se comunican entre ellos. A diferencia de otros problemas de concurrencia de procesos, no existe una solución general para los interbloqueos.

Livelock: Un livelock (bloque en línea) es similar a un deadlock, excepto que el estado de los dos procesos envueltos en el livelock constantemente cambia con respecto al otro. Livelock es una forma de inanición y la definición general sólo dice que un proceso específico no está procesando.

En un ejemplo del mundo real, un livelock ocurre por ejemplo cuando dos personas, al encontrarse en un pasillo angosto avanzando en sentidos opuestos, y cada una trata de ser amable moviéndose a un lado para dejar a la otra persona pasar, pero terminan moviéndose de lado a lado sin tener ningún progreso, pues ambos se mueven hacia el mismo lado, al mismo tiempo.

Livelock yo lo clasifico como un caso particular de deadlock.

Cuando un PC se cae, no al suelo, si no que deja de funcionar, es porque hubo un deadlock o abrazo mortal de procesos en busca de recursos.

En la teoría de los sistemas operativos, se puede definir el problema del Abrazo Mortal como la situación de un conjunto de procesos en un estado de espera tal que ninguno de ellos tiene suficientes criterios para continuar su ejecución.

Circunstancias parecidas suceden a menudo en la vida real, por ejemplo, en una carretera de dos direcciones, donde un determinado punto de cruce con la vía férrea, se ha construido un puente que por problemas urbanísticos o de presupuesto sólo deja pasar vehículos de un sentido. Dado este punto crítico en la mencionada carretera, se presentan las siguientes situaciones:

· Un vehículo llega al puente y no se encuentra ningún otro en sentido contrario. En este caso, cruza haciendo uso del puente y no ocurre nada anormal.

· Si el paso por el puente es controlado por un semáforo en cada lado de manera que 100 metros antes de cada semáforo se sitúen sendos detectores de presencia de vehículos cuya finalidad sea poner en rojo el semáforo del sentido contrario ante la presencia de un vehículo, podría suceder que si llegan al mismo tiempo vehículos en los dos sentidos se pongan los dos semáforos en rojo impidiendo el paso de vehículos en ambos sentidos. En este caso el camino queda bloqueado, lo que representa un silogismo al Abrazo Mortal entre procesos.

· Si no habiendo semáforos, el conductor situado en uno de los extremos es lo suficientemente educado que deja pasar en primer lugar al del otro extremo y antes de terminar de cruzar este último aparece por el mismo extremo otro vehículo, y así sucesivamente mientras aparezcan vehículos por el lado extremo. Esta situación podemos emparejarla con la de postergación indefinida que estudiaremos más delante.

Visto el ejemplo anterior que nos introduce en los conceptos básicos que vamos a tratar a continuación referentes al Abrazo Mortal y a la postergación indefinida, damos paso al estudio de recursos y del modelo de sistema en los que basaremos dichos conceptos.

Características de deadlock

·      El sistema tiene recursos de varios tipos: memoria, archivos, grabadores, impresoras, etc. Podemos tener más de un ejemplar de un tipo de recurso (e.g., tres impresoras). Cada uno de los ejemplares puede satisfacer una solicitud de un proceso para el recurso.

·      Los recursos son compartibles y permiten acceso a muchos procesos (e.g., los archivos de sólo lectura) o no compartibles (e.g., un grabador).

·      Ejemplo: Tres procesos en un sistema con tres grabadores, cada proceso tiene un grabador y cada uno necesita uno más.

Objetivos

1        Descripción del problema que le impide a un conjunto de procesos completar sus misiones.

2        Presentar varios métodos para prevenir o evitar deadlocks en sistemas computacionales.

El Deadlock

Los procesos no son ejecutados constantemente desde que se inician hasta que son finalizados.

Un proceso puede estar identificado con tres estados diferentes: leyendo (ready), ejecutando (running) o bloqueado (blocked). En el estado de lectura, un proceso está parado, concediendo que otro proceso sea ejecutado; en el estado de ejecución, un proceso está utilizando algún recurso; y en el estado de bloqueo, el proceso está parado y no se ejecutará mientras algo lo restaure.

Una condición común no deseable es descripta como deadlock, que es cuando dos procesos están en un estado de ejecución, y requieren intercambiar recursos entre sí para continuar. Ambos procesos están esperando por la liberación del recurso requerido, que nunca será realizada; como no hay ningún resultado, tomará un camino que llevará a un estado de deadlock.

Muchos escenarios han sido construidos para ilustrar las condiciones de deadlock, siendo el más popular el Problema de Comida de los Filósofos. Cinco filósofos tienen cinco platos de fideos enfrente suyo y cinco tenedores, uno a cada lado del plato. Los filósofos necesitan ambos tenedores (derecha e izquierda) para comer. Durante la comida realizarán solo dos operaciones mutuamente excluyentes, pensar o comer. El problema es un paralelismo simplista entre procesos (los filósofos) tratando de obtener recursos (tenedores); mientras están en estado de ejecución (comiendo) o de lectura (pensando). Una condición posible de deadlock puede ocurrir, si todos los filósofos quieren coger el tenedor de la derecha y, a la vez, el de la izquierda: la comida terminará en estado de deadlock.

Se dice que dos procesos se encuentran en estado de deadlock (interbloqueo, bloqueo mutuo o abrazo mortal) cuando están esperando por condiciones que nunca se van a cumplir. Se podría hablar de deadlock como el estado permanente de bloqueo de un conjunto de procesos que están compitiendo por recursos del sistema.

Principios de Interbloqueo

El interbloqueo se puede definir como el bloqueo permanente de un conjunto de procesos que compiten por los recursos del sistema o bien se comunican unos con otros. A diferencia de otros problemas de la gestión concurrente de procesos, no existe una solución eficiente para el caso general.

Todos los interbloqueos suponen necesidades contradictorias de recursos por parte de dos o más procesos.