實(shí)驗(yàn)二讀者寫(xiě)者問(wèn)題實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)二讀者寫(xiě)者問(wèn)題實(shí)驗(yàn)報(bào)告CKBOOD was revised in the early morning of December 17, 2020.實(shí)驗(yàn)二讀者寫(xiě)者 問(wèn)題實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康腤indows2000/XP 提供了 互斥量(mutex)、信號(hào)量(semapore)、事件(event)等三 種同步對(duì)象和相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用，用于線程的互斥與同步。通過(guò)對(duì)讀者寫(xiě)者問(wèn)題的調(diào) 試，了解Windows2000/XP中的同步機(jī)制。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟利用Windows2000/XP信號(hào)量機(jī)制，實(shí)現(xiàn)讀者寫(xiě)者問(wèn)題。在Windows 2000環(huán)境下，創(chuàng)建一個(gè)控制臺(tái)進(jìn)程，此進(jìn)程包含n個(gè)線程。用這n 個(gè)線程來(lái)表

2、示n個(gè)讀者或?qū)懻?。每個(gè)線程按相應(yīng)測(cè)試數(shù)據(jù)文件(后面有介紹)的要 求進(jìn)行讀寫(xiě)操作。用信號(hào)量機(jī)制分別實(shí)現(xiàn)讀者優(yōu)先和寫(xiě)者優(yōu)先的讀者-寫(xiě)者問(wèn)題。讀者-寫(xiě)者問(wèn)題的讀寫(xiě)操作限制(包括讀者優(yōu)先和寫(xiě)者優(yōu)先)：寫(xiě)-寫(xiě)互斥，即不能有兩個(gè)寫(xiě)者同時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。讀-寫(xiě)互斥，即不能同時(shí)有一個(gè)線程在讀，而另一個(gè)線程在寫(xiě)。讀-讀允許，即可以有一個(gè)或多個(gè)讀者在讀。讀者優(yōu)先的附加限制：如果一個(gè)讀者申請(qǐng)進(jìn)行讀操作時(shí)已有另一個(gè)讀者正在進(jìn) 行讀操作，則該讀者可直接開(kāi)始讀操作。寫(xiě)者優(yōu)先的附加限制：如果一個(gè)讀者申請(qǐng)進(jìn)行讀操作時(shí)已有另一寫(xiě)者在等待訪 問(wèn)共亨資源，則該讀者必須等到?jīng)]有寫(xiě)者處于等待狀態(tài)才能開(kāi)始讀操作。運(yùn)行結(jié)果顯示要求：要求在每個(gè)

3、線程創(chuàng)建、發(fā)出讀寫(xiě)操作申請(qǐng)、開(kāi)始讀寫(xiě)操作 和結(jié)果讀寫(xiě)操作時(shí)分別顯示一行提示信息，以確定所有處理都遵守相應(yīng)的讀寫(xiě)操作 限制。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析圖選擇界面第一字段為一個(gè)正整數(shù)，表示線程序號(hào)。第二字段表示相應(yīng)線程角色，R表示讀者 是，W表示寫(xiě)者。第三字段為一個(gè)正數(shù)，表示讀寫(xiě)操作的開(kāi)始時(shí)間。線程創(chuàng)建后， 延時(shí)相應(yīng)時(shí)間（單位為秒）后發(fā)出對(duì)共享資源的讀寫(xiě)申請(qǐng)。第四字段為一個(gè)正數(shù)， 表示讀寫(xiě)操作的持續(xù)時(shí)間。當(dāng)線程讀寫(xiě)申請(qǐng)成功后，開(kāi)始對(duì)共亨資源的讀寫(xiě)操作， 該操作持續(xù)相應(yīng)時(shí)間后結(jié)束，并釋放共享資源。下面是一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)文件的例 子：1 R 3 52 W 4 53 R 5 24 R 6 5測(cè)試結(jié)果如下:圖讀者優(yōu)先

4、運(yùn)行結(jié)果圖寫(xiě)者優(yōu)先運(yùn)行結(jié)果分析如下：將所有的讀者和所有的寫(xiě)者分別放進(jìn)兩個(gè)等待隊(duì)列中，當(dāng)讀允許時(shí)就讓讀者隊(duì) 列釋放一個(gè)或多個(gè)讀者，當(dāng)寫(xiě)允許時(shí)，釋放第一個(gè)寫(xiě)者操作。讀者優(yōu)先：如果沒(méi)有寫(xiě)者正在操作，則讀者不需要等待，用一個(gè)整型變量readcount記錄 當(dāng)前的讀者數(shù)目，用于確定是否釋放寫(xiě)者線程，（當(dāng)readcout=0時(shí)，說(shuō)明所有的 讀者都已經(jīng)讀完，釋放一個(gè)寫(xiě)者線程），每個(gè)讀者開(kāi)始讀之前都要修改 readcount,為了互斥的實(shí)現(xiàn)對(duì)readcount的修改，需要一個(gè)互斥對(duì)象Mutex來(lái)實(shí) 現(xiàn)互斥。另外，為了實(shí)現(xiàn)寫(xiě)-寫(xiě)互斥，需要一個(gè)臨界區(qū)對(duì)象write,當(dāng)寫(xiě)者發(fā)出寫(xiě)的請(qǐng)求 時(shí)，必須先得到臨界區(qū)對(duì)象的所

5、有權(quán)。通過(guò)這種方法，可以實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)互斥，當(dāng) readcount二1時(shí)，（即第一個(gè)讀者的到來(lái)時(shí)，）,讀者線程也必須申請(qǐng)臨界區(qū)對(duì)象 的所有權(quán).當(dāng)讀者擁有臨界區(qū)的所有權(quán)，寫(xiě)者都阻塞在臨界區(qū)對(duì)象write上。當(dāng)寫(xiě)者擁有 臨界區(qū)對(duì)象所有權(quán)時(shí)，第一個(gè)判斷完readcount二二1后，其余的讀者由于等待對(duì)readcount的判斷，阻塞在Mutex上!寫(xiě)者優(yōu)先:寫(xiě)者優(yōu)先和讀者優(yōu)先有相同之處，不同的地方在：一旦有一個(gè)寫(xiě)者到來(lái)時(shí)，應(yīng) 該盡快讓寫(xiě)者進(jìn)行寫(xiě)，如果有一個(gè)寫(xiě)者在等待，則新到的讀者操作不能讀操作，為 此添加一個(gè)整型變量writecount,記錄寫(xiě)者的數(shù)目，當(dāng)writ ecount=0時(shí)才可以釋 放讀考進(jìn)行讀操

6、作！為了實(shí)現(xiàn)對(duì)全局變量writecount的互斥訪問(wèn)，設(shè)置了一個(gè)互斥對(duì)象Mutex3o為了實(shí)現(xiàn)寫(xiě)者優(yōu)先，設(shè)置一個(gè)臨界區(qū)對(duì)象read,當(dāng)有寫(xiě)者在寫(xiě)或等待時(shí)，讀者 必須阻塞在臨界區(qū)對(duì)象read上。讀者除了要一個(gè)全局變量readcount實(shí)現(xiàn)操作上的互斥外，還需要一個(gè)互斥對(duì) 象對(duì)阻塞在read這一個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)互斥，這兩個(gè)互斥對(duì)象分別為mutexl和 mutex2o附：源代碼如下：ttinclude ttinclude ttinclude ttinclude ttinclude ttinclude ttinclude ttdefine READER Rnz，, m_serial);nz，, m_seri

7、al);Sleep(m_persist);nz，, m_serial);n, m_serial);n，z, m_serial);Sleep(m_persist);n，z, m_serial);erial;inFilethread_infon_thread entity;inFilethread_infon_thread delay;inFilethread infon thread+persist;for (int i=0;iCreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE) (RP_ReaderThread),&thread_info _i, 0,

8、&thread_ID); n);n，z, m_serial);wait_for_mutexl二 WaitForSingleOb ject (h_Mutexl, -1);n，z, m_serial);Sleep(m_persist);n，z, m_serial);n, m_serial);n，z, mserial);Sleep(m_persist);nfy m_serial);erial;inFilethread_infon_thread entity;inFilethread_infon_thread delay;inFilethread_infon_thread+ persist;();fo

9、r (int 1=0;i (int)(n_thread);i+)if (thread_infoi. entity二二READERthread_infoi. entity二二R)n)；/ /主函數(shù)int main(int argc, char* argvLJ) char ch;while (true)/打印提示信息printf (1:Reader Prioritynz，):printf (“2:Writer PriorityXn);printf (3:Exit Priorityn);printf (Enter your choice (1,2 or 3): “)；/如果輸入信息不正確，繼續(xù)輸入doch (char) _getch (); while (ch !二 T &ch !二 2 & ch !二 3)；systemCcls);/選擇3,返回辻(ch二二3)retuirn 0;