银行家算法/Banker‘s Algorithm

银行家算法（Banker's Algorithm）是一个避免死锁（Deadlock）的著名算法，由艾兹格·迪杰斯特拉在1965年为T.H.E系统设计的一种避免死锁产生的算法。它以银行借贷系统的分配策略为基础，判断并保证系统的安全运行。

在银行家算法中，资源被视为资金，进程被视为需要资金的客户。每个客户在第一次申请贷款时要声明完成该项目所需的最大资金量，银行则根据客户的最大需求量和系统当前的可用资源量来决定是否满足客户的请求。如果客户的请求不会导致银行离开安全状态，则会分配现金，否则客户必须等到其他客户存款足够。

为了实现银行家算法，需要设置四个数据结构：

1. Available向量：表示系统中可利用的资源数目。
2. Max矩阵：每个进程对每种资源的最大需求。
3. Allocation矩阵：每个进程已分配的各类资源的数目。
4. Need矩阵：每个进程还需要的各类资源数。

其中，Need[i,j] = Max[i,j] - allocation[i, j]。

银行家算法通过跟踪这些数据结构来确保系统始终处于安全状态。当新进程进入系统时，它必须声明它可能需要的每种资源类型的最大实例数。只有当请求的资源量小于或等于可用的资源量时，才能将资源分配给进程；否则，该进程将一直等待，直到资源可用。通过这种方式，银行家算法可以有效地避免死锁情况的出现，确保系统的安全运行。