操作系统——实现读者写者问题的相对公平

读者—写者问题

而这种情况往往与实际应用需求相背。请认真分析、研究读者-写者问题，给出对读者和写者都较为公平的同步解决方案。要求写出分析过程，写出使用的信号量及进程描述伪代码，并详细解释给出的解决方案。

原代码：

semaphore rw=1;  //实现互斥，即写者不能与其他进程同时运行
int count=0;	//读者在读的数量，使读者可以一起读
semaphore mutex=1;	//使count互斥，防止死锁

void reader(){
    while(1){
        p(mutex);
        if(count==0)
            p(rw);
        count++;
        v(mutex);
        读操作.....;
        p(mutex);
        count--;
        if(count==0);
            v(rw);
        v(mutex);
    }
}

void writer(){
    while(1){
        p(rw);
        写操作.....;
        v(rw);
    }
}

原代码的问题是，如果有连续的读者进程，那么写者进程就一直在p(rw)处等待，所以该算法对写者进程并不公平，我认为可以添加一条规则，使算法对读者和写者进程达到相对的公平。即先到先得，如果一个进程正在执行，那么谁最先来等待谁就可以先得到CPU。

改进后的代码：

semaphore rw=1;
int count=0;
semaphore mutex=1;
semaphore w=1;

void reader(){
while(1){
	p(w);
        p(mutex);
        if(count==0)
            p(rw);
        count++;
        v(mutex);
		v(w);
        读操作.....;
        p(mutex);
        count--;
        if(count==0);
            v(rw);
        v(mutex);
    }
}

void writer(){
while(1){
	p(w);
        p(rw);
        写操作.....;
        v(rw);
		v(w);
    }
}

改进之后，对写者和读者进程都是相对公平的，CPU都会分配给等待时间更长的进程。
例如，如果是 读者-写者-读者，那么在第一个读者读的过程中，写者会在p(w)处加锁，并在p(rw)处等待，所以第二个读者进程会卡在p(w)处直到写者进程结束。这样就解决了写者“饿死”的问题，实现了相对的公平。