Interbloqueos

En sistemas operativos, el  bloqueo mutuo (también conocido como interbloqueo, traba mortal, deadlock, abrazo mortal) es el bloqueo permanente de un conjunto de procesos o hilos de ejecución en un sistema concurrente 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.

Todos los interbloqueos surgen de necesidades que no pueden ser satisfechas, por parte de dos o más procesos. En la vida real, un ejemplo puede ser el de dos niños que intentan jugar al arco y flecha, uno toma el arco, el otro la flecha. Ninguno puede jugar hasta que alguno libere lo que tomó.
En el siguiente ejemplo, dos procesos compiten por dos recursos que necesitan para funcionar, que sólo pueden ser utilizados por un proceso a la vez. El primer proceso obtiene el permiso de utilizar uno de los recursos (adquiere el lock sobre ese recurso). El segundo proceso toma el lock del otro recurso, y luego intenta utilizar el recurso ya utilizado por el primer proceso, por lo tanto queda en espera. Cuando el primer proceso a su vez intenta utilizar el otro recurso, se produce un interbloqueo, donde los dos procesos esperan la liberación del recurso que utiliza el otro proceso.

Representación de Bloqueos Mutuos usando grafos

El Bloqueo mutuo también puede ser representado usando grafos dirigidos, donde el proceso es representado por un cuadrado y el recurso, por un círculo. Cuando un proceso solicita un recurso, una flecha es dirigida del círculo al cuadrado. Cuando un recurso es asignado a un proceso, una flecha es dirigida del cuadrado al círculo.
En la figura del ejemplo, se pueden ver dos procesos diferentes (A y B), cada uno con un recurso diferente asignado (R1 y R2). En este ejemplo clásico de bloqueo mutuo, es fácilmente visible la condición de espera circular en la que los procesos se encuentran, donde cada uno solicita un recurso que está asignado a otro proceso

Condiciones

• Condición de exclusión mutua: existencia de al menos de un recurso compartido por los procesos, al cual sólo puede acceder uno simultáneamente.
• Condición de retención y espera: al menos un proceso Pi ha adquirido un recurso Ri, y lo retiene mientras espera al menos un recurso Rj que ya ha sido asignado a otro proceso.
• Condición de no expropiación: los recursos no pueden ser expropiados por los procesos, es decir, los recursos sólo podrán ser liberados voluntariamente por sus propietarios.
• Condición de espera circular: dado el conjunto de procesos P0...Pm(subconjunto del total de procesos original),P0 está esperando un recurso adquirido por P1, que está esperando un recurso adquirido por P2,... ,que está esperando un recurso adquirido por Pm, que está esperando un recurso adquirido por P0. Esta condición implica la condición de retención y espera.

Evitar  Bloqueos

Los bloqueos mutuos pueden ser evitados si se sabe cierta información sobre los procesos antes de la asignación de recursos. Para cada petición de recursos, el sistema controla si satisfaciendo el pedido entra en un estado inseguro, donde puede producirse un bloqueo mutuo. De esta forma, el sistema satisface los pedidos de recursos solamente si se asegura que quedará en un estado seguro. Para que el sistema sea capaz de decidir si el siguiente estado será seguro o inseguro, debe saber por adelantado y en cualquier momento el número y tipo de todos los recursos en existencia, disponibles y requeridos.

 Existen varios algoritmos para evitar bloqueos mutuos:

• Algoritmo del banquero, introducido por Dijkstra.
• Algoritmo de grafo de asignación de recursos.
• Algoritmo de Seguridad.
• Algoritmo de solicitud de recursos.