Hold and Wait

"Hold and Wait" ist eine der vier notwendigen Bedingungen für das Auftreten eines Deadlocks in einem System. Diese Bedingung beschreibt eine Situation, in der ein Prozess, der bereits mindestens eine Ressource hält, zusätzlich auf weitere Ressourcen wartet, die von anderen Prozessen gehalten werden. Dies führt zu einer Situation, in der keiner der Prozesse seine Ausführung fortsetzen kann, weil jeder auf Ressourcen wartet, die von anderen Prozessen gehalten werden.

Erklärung und Beispiel

Definition

"Hold and Wait" tritt auf, wenn:

1. Ein Prozess bereits eine oder mehrere Ressourcen hält.
2. Der Prozess zusätzlich auf eine oder mehrere Ressourcen wartet, die von anderen Prozessen gehalten werden.

Beispiel

Betrachten wir zwei Prozesse P1P_1P1​ und P2P_2P2​ und zwei Ressourcen R1R_1R1​ und R2R_2R2​:

• Prozess P1P_1P1​ hält Ressource R1R_1R1​ und wartet auf Ressource R2R_2R2​, die von P2P_2P2​ gehalten wird.
• Prozess P2P_2P2​ hält Ressource R2R_2R2​ und wartet auf Ressource R1R_1R1​, die von P1P_1P1​ gehalten wird.

In diesem Szenario warten beide Prozesse auf Ressourcen, die von dem jeweils anderen Prozess gehalten werden, wodurch ein Deadlock entsteht.

Strategien zur Vermeidung von "Hold and Wait"

Um "Hold and Wait" und damit Deadlocks zu vermeiden, können verschiedene Strategien angewendet werden:

1. Ressourcenanforderung vor Start der Ausführung:

   • Prozesse müssen alle benötigten Ressourcen anfordern und erhalten, bevor sie mit der Ausführung beginnen. Wenn nicht alle Ressourcen verfügbar sind, wartet der Prozess und hält keine Ressourcen.

function requestAllResources($process, $resources) {
    foreach ($resources as $resource) {
        if (!requestResource($resource)) {
            releaseAllResources($process, $resources);
            return false;
        }
    }
    return true;
}

Ressourcenfreigabe vor neuen Anforderungen:

• Prozesse müssen alle gehaltenen Ressourcen freigeben, bevor sie zusätzliche Ressourcen anfordern.

function requestResourceSafely($process, $resource) {
    releaseAllHeldResources($process);
    return requestResource($resource);
}

Prioritäten und Zeitstempel:

• Ressourcenanforderungen können priorisiert oder zeitgestempelt werden, um sicherzustellen, dass keine zyklischen Abhängigkeiten entstehen.

function requestResourceWithPriority($process, $resource, $priority) {
    if (isHigherPriority($process, $resource, $priority)) {
        return requestResource($resource);
    } else {
        // Warte oder Abbruch
        return false;
    }
}

1. Bankiers-Algorithmus:

   • Ein algorithmischer Ansatz, der sicherstellt, dass das System immer in einem sicheren Zustand bleibt, indem es überprüft, ob die Vergabe einer Ressource zu einem unsicheren Zustand führen würde.

Zusammenfassung

"Hold and Wait" ist eine Bedingung für Deadlocks, bei der Prozesse Ressourcen halten und gleichzeitig auf weitere Ressourcen warten. Durch geeignete Strategien zur Ressourcenzuweisung und -verwaltung kann diese Bedingung vermieden werden, um die Systemstabilität und Effizienz zu gewährleisten.