讀者寫者問題

1、【寫者優(yōu)先】在讀者、寫者問題中，如果總有讀者進(jìn)程進(jìn)行讀操作，會造成寫者進(jìn)程永遠(yuǎn)都不能進(jìn)行寫操作(讀者優(yōu)先)，即所謂的寫者餓死現(xiàn)象。給出讀者、寫者問題的另一個 解決方案：即保證當(dāng)有一個寫者進(jìn)程想寫時，不允許讀者進(jìn)程再進(jìn)入，直到寫者寫完為止，即寫者優(yōu)先。讓我們先回顧讀者寫者問題1:一個數(shù)據(jù)對象若被多個并發(fā)進(jìn)程所共享，且其中一些進(jìn)程只要求讀該數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容，而另一些進(jìn)程則要求寫操作，對此，我們把只想讀的進(jìn)程稱為“讀者”，而把要求寫的進(jìn)程稱為“寫者”。在讀者、寫者問題中，任何時刻要求“寫者”最多只允許有一個執(zhí)行，而“讀者”則允許有多個同時執(zhí)行。因?yàn)槎鄠€“讀者”的行為互不干擾，他們只是讀數(shù)據(jù)，而不會 改

2、變數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容，而“寫者”則不同，他們要改變數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容，如果他們同時操作，則數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容將會變得不可知。所以對共享資源的讀寫操作的限制條件是：允許任意多的讀進(jìn)程同時讀；一次只允許一個寫進(jìn)程進(jìn)行寫操作；如果有一個寫進(jìn)程正在進(jìn)行寫操作，禁止任何讀進(jìn)程進(jìn)行讀操作。為了解決該問題，我們只需解決“寫者與寫者”和“寫者與第一個讀者”的互斥問題即可，為此我們引入一個互斥信號量Wmutex為了記錄誰是第一個讀者，我們用一個共享整型變量Rcount作一個計(jì)數(shù)器。而在解決問題的過程中，由于我們使用了共享變量Rcount，該變量又是一個臨界資源，對于它的訪問仍需要互斥進(jìn)行，所以需要一個互斥信號量Rmutex

3、,算法如下：semaphore Wmutex, Rmutex = 1;int Rcount = 0;void reader。/* 讀者進(jìn)程 */while (true)P(Rmutex);if (Rcou nt = 0) P(wmutex);Rcount = Rcount + 1;V(Rmutex);?; Jread; /*執(zhí)行讀操作*/?; JP(Rmutex);Rcount = Rcount - 1;if (Rcou nt = 0) V(wmutex); V(Rmutex);void writer() /* 寫者進(jìn)程 */while (true)P(Wmutex);?； Jwrite; /

4、*執(zhí)行寫操作*/ ?; JP(Wmutex);現(xiàn)在回到【寫者優(yōu)先】優(yōu)先問題【寫者優(yōu)先】在讀者、寫者問題中，如果總有讀者進(jìn)程進(jìn)行讀操作，會造成寫者進(jìn)程永遠(yuǎn)都不能進(jìn)行寫操作（讀者優(yōu)先），即所謂的寫者餓死現(xiàn)象。給出讀者、寫者問題的另一個 解決方案：即保證當(dāng)有一個寫者進(jìn)程想寫時，不允許讀者進(jìn)程再進(jìn)入，直到寫者寫完為止， 即寫者優(yōu)先?！窘忸}思路】在上面的讀者寫者問題基礎(chǔ)上，做以下修改：增加授權(quán)標(biāo)志 authFlag，當(dāng)寫者到來，發(fā)現(xiàn)有讀者在讀，則取消授權(quán)，然后等待緩沖區(qū)；增加"等待授權(quán)計(jì)數(shù)器 waitAuthCount ”寫者離開時，如果waitAuthCount大于0，則迭代喚醒等待授權(quán)的讀

5、者；讀者到來，首先看授權(quán)標(biāo)志，如果有授權(quán)標(biāo)志，則繼續(xù)，否則等待授權(quán)，即寫者取消授權(quán)后，新來的讀者不能申請緩沖區(qū)。增加 Amutex 互斥信號量，保護(hù) waitAuthCount、authFlag增加同步信號量mutexAuth，表示等待授權(quán)的讀者隊(duì)列【偽代碼如下】semaphore Wmutex=1, Rmutex=1 ,Amutex=1, mutexAuth=0;int Rcount = 0;int waitAuthCou nt=0;int authFlag=1 ；void reader。/*讀者進(jìn)程 */P(Amutex).;read; /*執(zhí)行讀操作*/P(Rmutex);Rcount

6、= Rcount - 1; if (Rcou nt = 0)V(wmutex);V(Rmutex);void writer。/*寫者進(jìn)程 */if(Rcou nt>0)authFlag=O ;P(Wmutex);write; /*執(zhí)行寫操作*/P(Wmutex);P(Amutex) while(waitAuthCou nt>0) v(mutexAuth); waitAuthCou nt-;V(Amutex)【vc+代碼】/ by西南大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系周竹榮/#includeIlli#includeIlli#includeIlli#include<iostream>#inc

7、lude<>using namespace std;#define P(S) WaitForSingleObject(S,INFINITE) / 定義 Windows下的 P操作 #define V(S) ReleaseSemaphore(S,1,NULL) / 定義 Windows下的 V操作 HANDLE Wmutex, Rmutex ,Authmutex,Amutex;int Rcount = 0;int waitAuthCount=O;int authFlag=1;DWORD WINAPI reader()P(Amutex);if (authFlag=0)waitAuthC

8、ount+;cout«"等待授權(quán),線程 ID: " <<GetCurrentThreadld()vvendl; P(Authmutex);V(Amutex);P(Rmutex);if (Rcount = 0)P(Wmutex);Rcount = Rcount + 1;V(Rmutex);cout«"讀數(shù)據(jù),線程 ID : " <<GetCurrentThreadld()vvendl;Sleep(500);/*執(zhí)行讀操作*/P(Rmutex);Rcount = Rcount - 1;if (Rcount = 0)

9、V(Wmutex);V(Rmutex);return 1;DWORD WINAPI writer()if (Rcount>0)coutvv "取消授權(quán),線程 ID : "vvGetCurrentThreadld()vvendl; authFlag=0;P(Wmutex);coutvv"寫數(shù)據(jù),線程 ID : " vvGetCurrentThreadld()vvendl;Sleep(2000);/* 執(zhí)行寫操作 */V(Wmutex);coutvv"授權(quán)讀，線程 ID :" <<GetCurrentThreadld()

10、vvendl;P(Amutex);authFlag=1;while (waitAuthCount>0)V(Authmutex);waitAuthCount-;V(Amutex);return 1;int main( int argc, char * argv)Wmutex=CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);Rmutex=CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);Authmutex=CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);Amutex=CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);while (1)Sleep(100);srand( unsigned )time(NULL);int rC=rand()%1000;Sleep(rC);if ( rC % 6=0)CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_ST