Граф ожидания

Граф ожидания (или граф ожидания транзакций) — инструмент, используемый при разработке СУБД и многопоточных систем и используемый, в частности, для определения ситуации взаимной блокировки (deadlock). Фактически, граф ожидания транзакций представляет собой ориентированный двудольный граф, содержащий вершины двух типов:

• вершины типа $T$, соответствующие транзакциям или выполняющимся потокам. Они образуют первую долю графа.
• вершины типа $R$, соответствующие ресурсам и объектам, которые могут быть захвачены транзакциями. Они образуют вторую долю графа.

Дуги графа ожидания также имеют двоякий смысл:

• дуги $(T,R)$, идущие из вершины-транзакции $T$ в вершину-ресурс $R$, обозначают, что данный ресурс уже захвачен транзакцией
• дуги $(R,T)$, идущие из вершины-ресурса $R$ в вершину-транзакцию $T$ обозначают, что транзакция ожидает, пока ресурс $R$ будет освобождён.

Простейшие свойства

1. Ресурс, который не имеет ни одной входящей дуги, является свободным.
2. Если вершина-транзакция имеет некоторое ненулевое количество входящих дуг, то соответствующий процесс (собственно транзакция) находится в состоянии ожидания, то есть приостановлен и не может выполняться в текущий момент времени.
3. Если между двумя транзакциями существует путь $T_1 \rightarrow T_2$, то транзакция $T_1$ должна быть выполнена (завершена) раньше, чем начнётся выполнение $T_2$, поскольку последняя требует освобождения некоторых ресурсов, захваченных транзакцией $T_1$.

Из последнего свойства очевидным образом следует, что ситуации взаимной блокировки соответствует цикл на графе ожидания.

Источники

• Тупики, распознавание и разрушение