在学习银行家算法之前，我们首先要了解以下几个概念：
死锁：多个进程在执行过程中，因为进程资源会造成相互等待的局面。如果没有外力作用，这些进程将永远无法向前推进。此时称系统处于死锁状态或者系统产生了死锁。
安全序列：某系统按某种顺序并发进程，并使它们都能达到获得最大资源而顺序完成序列为安全序列。
安全状态：能找到安全序列的状态称为安全状态。安全状态不会导致死锁。
不安全状态：在当前状态下不存在安全序列，则系统处与不安全状态。
注：安全状态一定不死锁，死锁一定不安全，但不安全 不一定死锁
我们需要了解到操作系统的中，进程的三态模型
这就要问了：什么是进程？
定义：系统总正在运行的一个程序，比如我们现在打开的浏览器就可以说是一个进程
接下来我们来说说进程的三种基本状态：
一、就绪状态（Ready）：
进程以获得除处理器外的所需资源，等待分配处理器资源；只要分配了处理器资源，进程就可以执行。就绪进程可以按多个优先级来划分队列。例如，当一个进程由于时间片用完而进行就绪状态时，排入低优先队列；当进程有I/O操作完成而进入就绪状态时，排入高优先队列。
二、运行状态（Running）：
进程占用处理器资源；处于此状态的进程的数目小于等于处理器的数目。在没有其他进程可以执行时(如所有进程都在阻塞状态)，通常会自动执行系统的空闲进程。（空闲进程：Windows页面内存管理进程。）
三、阻塞状态（Blocked）：
由于进程等待某种条件（如I/O操作或进程同步），在条件满足之前无法继续执行。该事件发生前即使把处理器资源分配给该进程，也无法运行。
三种状态转换如下图所示：
银行家算法
介绍：银行家算法顾名思义是来源于银行的借贷业务，一定数量的本金要满足多个客户的借贷周转，
为了防止银行家资金无法周转而倒闭，对每一笔贷款，必须考察其是否能限期归还。
在操作系统中研究资源分配策略时也有类似问题，系统中有限的资源要供多个进程使用，必须
保证得到的资源的进程能在有限的时间内归还资源，以供其它进程使用资源。如果资源分配不当，
就会发生进程循环等待资源，则进程都无法继续执行下去的死锁现象。
当一进程提出资源申请时，银行家算法执行下列步骤以决定是否向其分配资源：
1）检查该进程所需要的资源是否已超过它所宣布的最大值。
2）检查系统当前是否有足够资源满足该进程的请求。
3）系统试探着将资源分配给该进程，得到一个新状态。
4）执行安全性算法，若该新状态是安全的，则分配完成；若新状态是不安全的，则恢复原状
态，阻塞该进程。
以下是银行家算法所用到的主要数据结构：
1）可用资源向量available：它记录系统中各类资源的当前可利用数目。它是个含m个元素的数组，其中每一个元素代表一类可利用的资源数目，即Available[jJ=K，表示系统中现有j类资源K个。
2）最大需求矩阵max：它是记录每个进程对各类资源的最大需求量。这是一个n×m的矩阵，如果Max[i,j]=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。
3）分配矩阵allocation：它记录每个进程当前对各类资源当前的占有量。这也是一个n×m的矩阵，如果Allocation[i,j]=K，则表示进程i当前已分得Rj类资源的 数目为K。
4）需求矩阵need：它记录每个进程都各类资源尚需要的数目，等于最大需求矩阵与分配矩阵的差。
5）请求向量request：它记录某个进程对当前资源的申请量，是银行家算法的入口参数。
通过上面的学习，接下来，我们对银行家算法进行如下的描述：
由上面可以知道”请求向量request“是银行家算法的入口，所以设进程Pi先系统提出requesti资源请求
（1）如果requesti>need，进程Pi出错
（2）如果requesti>available，进程Pi阻塞
（3）系统试着把资源分配给进程Pi，并对相应数据结构做如下修改：
available-request；allocation+request，need-request
（4）系统执行安全性检测子算法，以判断试分配后系统状态是否安全
（5）如果（4）返回逻辑真值，即”安全“，则完成本次分配，返回
（6）否则，撤销本次试分配，进程阻塞
具体代码如下：
#include<iostream>
#include<stdio.h> using namespace std;
// p 进程数，r资源种类
int p ;
int r ;
int maxs[10][10]; //最大需求矩阵
int allocation[10][10]; //分配矩阵
int need[10][10]; //需求矩阵
int available[10]; //可用资源向量
int request[10]; //请求向量当前进程对各类资源的申请量,算法的入口参数 //输入函数
void infInput() {
int i,j; cout<<"请输入最大需求矩阵max\n";
for(i=0; i<p; i++) {
for(j=0; j<r; j++) {
cin>>maxs[i][j];
}
}
cout<<"请输入分配矩阵allocation\n";
for(i=0; i<p; i++) {
for(j=0; j<r; j++) {
cin>>allocation[i][j];
}
}
cout<<"请输入需求矩阵need\n";
for(i=0; i<p; i++)
{
for(j=0; j<r; j++)
{
cin>>need[i][j];
}
}
cout<<"请输入可用资源向量available\n";
for(i=0; i<r; i++) {
cin>>available[i];
}
}
//比较函数 //比较进程为m中的元素全大于n中的元素返回1，否则返回0
int compare(int m[],int n[])
{
int i;
for(i=0; i<r; i++) {
if(m[i]<n[i]) {
return 0;
}
}
return 1;
}
//安全性检验函数，检测是否存在安全序列
int stest() {
int i,j,k,l,flag=0; int finish[p]; int work[r]; for(i=0; i<p; i++) {
finish[i]=0; //vis为1即表示available满足第i进程的资源需要
}
for(i=0; i<r; i++)
{
work[i]=available[i];
}
cout<<"分配序列：\n"; cout<<" allocation need avilable"<<endl;
for(k=0; k<p; k++)
{
for(i=0; i<p; i++)
{
if(finish[i]==1)
{
continue;
}
else {
if(compare(work,need[i]))//available>=need?
{
finish[i]=1; cout<<'\n'<<"进程"<<i+1<<'\t'; flag=1;
for (j =0; j<r; j++) {
printf(" %2d ", allocation[i][j]);
}
cout<<" ";
for (j = 0; j < r; j++) {
printf(" %2d ", need[i][j]);
}
cout<<" "; for (j = 0; j <r; j++)
{
printf(" %2d ", work[j] +allocation[i][j]);
}
for(l=0; l<r; l++)
{
work[l]=work[l]+allocation[i][l]; //进程完成，释放资源 }
break;
}
}
if(flag==1)
{
break;
}
}
}
cout<<'\n'; for(l=0; l<p; l++)
{
if(finish[l]==0)
{
return 0;//不存在安全序列
}
}
return 1;//存在安全序列
}
//申请进程后的安全性检验函数
void rtest(int n)
{
int j; //n=n-1;
if(compare(available,request)&&compare(need[n-1],request))//available>=request 并且 need >=request { for(j=0; j<r; j++)
{
allocation[n-1][j]=allocation[n-1][j]+request[j];
need[n-1][j]=need[n-1][j]-request[j];
available[j]=available[j]-request[j];
}
if(stest())
{
cout<<"允许"<<n<<"进程申请资源！\n";
}
else
{
cout<<"不允许"<<n<<"进程申请资源！\n";
for(j=0; j<r; j++)
{
allocation[n-1][j]=allocation[n-1][j]-request[j];
need[n-1][j]=need[n-1][j]+request[j];
available[j]=available[j]+request[j];
}
}
}
else
{
cout<<"申请资源量越界！\n";
}
}
int main()
{
int i,n; //n-第n个资源申请
cout<<"请输入进程数：";
cin>>p;
cout<<"请输入资源种类数：";
cin>>r; //默认状态4、3 infInput();//输入函数 if(stest()==1) {
cout<<"存在安全序列，初始状态安全。\n";
}
else {
cout<<"不存在安全序列，初始状态不安全。\n";
}
cout<<"请输入发出请求向量request的进程编号：";
cin>>n;
cout<<"请输入请求向量request\n";
for(i=0; i<r; i++)
{
cin>>request[i];
}
rtest(n);
return 0;
}