读者---写者问题
经典进程同步与互斥问题 读者---写者问题 1.问题描述 一个数据对象若被多个并发进程所共享，且其中一些进程只要求读该数据对象的内容，而另一些 进程则要求写操作，对此，把只想读的进程称为“读者”，而把要求写的进程称为“写者”。在 读者--写着问题中，任何时刻要求“写者”最多只允许有一个，而读者则允许有多个。因为多个 读者的行为互不干扰，他们只是读数据，而不改变数据对象的内容，而写者则不同，他们要改变数据对象的内容，如果他们同时操作，则数据对象的内容将会改变的不可知。所以对共享资源的读写操作的限制条件是： 1>允许任意多的读进程同时读； 2>一次只允许一个写进程写操作； 3>如果有一个写进程正在进行写操作，禁止任何读进程进行读操作。 2.用信号量解决读者--写着问题 为了解决“写着与写着”和“写着与第一个读者”的互斥问题即可，为此引入互斥信号量Wmutex。 为了记录谁是第一个读者，可以用一个全局整型变量Rcount做一个计数器。而在解决问题的过程中，由于使用了全局变量Rcount，该变量又是一个临界资源，对于他的访问仍需互斥进行，所以需要 一个互斥信号量Rmutex。 3.思考问题 对于读者---写者问题，有以下三种策略。 1>读者优先。即当读者进行读时，后续的写者必须等待，直到所有的读者均离开后，写着才可进入。 2>写者优先。即当一个写者到来时，只有那些已经获得授权允许读的进程才允许完成他们的操作， 写者之后到来的读者将被推迟，直到写者完成。在该策略中，如果有一个不可中断的连续的写者， 读者进程会被无限期的推迟。 3>公平策略。以上两种策略，读者或写进程中一个对一个有绝对的优先权，Hoare提出了一种更公平 的策略，由如下规则定义。 规则1:在一个读序列中，如果有写者在等待，那么就不允许有新的读者开始执行。 规则2:在一个写操作结束时，所有等待的读者应该比下一个写者有更高的优先权。 对于公平策略，又如何解决呢？
#include <pthread.h> #include <semaphore.h> #include <sys/types.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include<stdlib.h> int Rcount=0,num=0; //被保护的全局变量 sem_t Wmutex,Rmutex,mutex; void* read1(void *arg) { sem_wait(&mutex); sem_wait(&Rmutex);//读者到来 if(Rcount==0) { printf("第一个读者到来\n"); sem_wait(&Wmutex); } Rcount=Rcount+1;//读者数目 sem_post(&Rmutex); sem_post(&mutex); printf("线程%lu正在进行读数据%d\n",pthread_self(),num); sleep(1); sem_wait(&Rmutex);//读者阅读结束 Rcount=Rcount-1; if(Rcount==0)//所有的读者阅读结束 { sem_post(&Wmutex); printf("读者全部退出\n"); } sem_post(&Rmutex); } void* write1(void *arg) { sem_wait(&mutex); sem_wait(&Wmutex); num=num+1; printf("线程%lu正在进行写数据%d\n",pthread_self(),num); sem_post(&Wmutex); sem_post(&mutex); } int main(int argc,char *argv[]) { int i=0; int j=3; pthread_t tid[5]; sem_init(&Wmutex,0,1); sem_init(&Rmutex,0,1); sem_init(&mutex,0,1); while(i<=2) { if((pthread_create(&tid[i],NULL,read1,NULL))!=0) { printf("can't create pthread.\n"); exit(0); } i++; } while(j<=4) { if((pthread_create(&tid[j],NULL,write1,NULL))!=0) { printf("can't create pthread.\n"); exit(0); } j++; } for(i=0;i<5;i++) pthread_join(tid[i],NULL); sem_destroy(&Wmutex); sem_destroy(&Rmutex); printf("程序运行结束\n"); return 0; }
#include <pthread.h> #include <semaphore.h> #include <sys/types.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include<stdlib.h> int Rcount=0,num=0; //被保护的全局变量 sem_t Wmutex,Rmutex; void* read1(void *arg) { sem_wait(&Rmutex);//读者到来 if(Rcount==0) { printf("第一个读者到来\n"); sem_wait(&Wmutex); } Rcount=Rcount+1;//读者数目 sem_post(&Rmutex); printf("线程%lu正在进行读数据%d\n",pthread_self(),num); sleep(1); sem_wait(&Rmutex);//读者阅读结束 Rcount=Rcount-1; if(Rcount==0)//所有的读者阅读结束 { sem_post(&Wmutex); printf("读者全部退出\n"); } sem_post(&Rmutex); } void* write1(void *arg) { sem_wait(&Wmutex); num=num+1; printf("线程%lu正在进行写数据%d\n",pthread_self(),num); sem_post(&Wmutex); } int main(int argc,char *argv[]) { int i=0; int j=3; pthread_t tid[5]; sem_init(&Wmutex,0,1); // 空闲的 sem_init(&Rmutex,0,1); // 忙的 while(i<=2) { if((pthread_create(&tid[i],NULL,read1,NULL))!=0) { printf("can't create pthread.\n"); exit(0); } i++; } while(j<=4) { if((pthread_create(&tid[j],NULL,write1,NULL))!=0) { printf("can't create pthread.\n"); exit(0); } j++; } for(i=0;i<5;i++) pthread_join(tid[i],NULL); sem_destroy(&Wmutex); sem_destroy(&Rmutex); printf("程序运行结束\n"); return 0; }