操作系统实验进程同步--读者优先

实习1：进程同步--读者优先
实习要求
在Windows 2000 环境下，创建一个包含n 个线程的控制台进程。用这n 个线程来表示n
个读者或写者。每个线程按相应测试数据文件的要求，进行读写操作。请用信号量机制分别
实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。
读者-写者问题的读写操作限制：
1）写-写互斥；
2）读-写互斥；
3）读-读允许；
读者优先的附加限制：如果一个读者申请进行读操作时已有另一读者正在进行读操作，
则该读者可直接开始读操作。
写者优先的附加限制：如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资
源，则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。
运行结果显示要求：要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读
写操作时分别显示一行提示信息，以确信所有处理都遵守相应的读写操作限制。
测试数据文件格式
测试数据文件包括n 行测试数据，分别描述创建的n 个线程是读者还是写者，以及读写
操作的开始时间和持续时间。每行测试数据包括四个字段，各字段间用空格分隔。第一字段
为一个正整数，表示线程序号。第二字段表示相应线程角色，R 表示读者是，W 表示写者。
第三字段为一个正数，表示读写操作的开始时间。线程创建后，延时相应时间（单位为秒）
后发出对共享资源的读写申请。第四字段为一个正数，表示读写操作的持续时间。当线程读
写申请成功后，开始对共享资源的读写操作，该操作持续相应时间后结束，并释放共享资源。
下面是一个测试数据文件的例子：
1 R 3 5
2 W 4 5
3 R 5 2
4 R 6 5

源代码如下:

/************************************************************************/
/* 操作系统实践-- 读者写者问题                                         
/* 读者优先算法实现
/* 时间: 2004-12.10
/* 作者: 唐良
/************************************************************************/
#include <windows.h>
#include <ctype.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>

#define  MAX_PERSON   100
#define  READER       0
#define  WRITER       1
#define  END         -1
#define  R            READER
#define  W            WRITER

typedef struct _Person
{
 HANDLE m_hThread;
 int    m_nType;
 int    m_nStartTime;
 int    m_nWorkTime;
 int    m_nID;
}Person;

Person g_Persons[MAX_PERSON];
int    g_NumPerson = 0;
long   g_CurrentTime= 0;

int    g_PersonLists[] = {
 1, R, 3, 5,
 2, W, 4, 5,
 3, R, 5, 2,
 4, R, 6, 5,
 END,
};

int    g_NumOfReading = 0;
HANDLE g_hReadSemaphore;
HANDLE g_hWriteSemaphore;

void             CreatePersonList(int *pPersonList);
bool             CreateReader(int StartTime,int WorkTime,int ID);
bool             CreateWriter(int StartTime,int WorkTime,int ID);
DWORD  WINAPI    ReaderProc(LPVOID lpParam);
DWORD  WINAPI    WriterProc(LPVOID lpParam);

int main()
{
 g_hReadSemaphore  = CreateSemaphore(NULL,1,100,NULL);
    g_hWriteSemaphore = CreateSemaphore(NULL,1,100,NULL); // CreateSemaphore(NULL,FALSE,NULL); 
 

 CreatePersonList(g_PersonLists); // Create All the reader and writers
 printf("Created all the reader and writer/n.../n");
 g_CurrentTime = 0;
 while(true)
 {
  g_CurrentTime++;
  Sleep(300); // 300 ms
  printf("CurrentTime = %d/n",g_CurrentTime);
 }
 return 0;
}

void CreatePersonList(int *pPersonLists)
{
 int  i=0;
 int  *pList = pPersonLists;
 bool Ret;
 while(pList[0] != END)
 {
  switch(pList[1])
  {
  case R:
   Ret = CreateReader(pList[2],pList[3],pList[0]);
   break;
  case W:
   Ret = CreateWriter(pList[2],pList[3],pList[0]);
   break;
  }
  if(!Ret)
   printf("Create Person %d is wrong/n",pList[0]);
  pList += 4; // move to next person list
 }
}

DWORD  WINAPI ReaderProc(LPVOID lpParam)
{
 Person *pPerson = (Person*)lpParam;
 // wait for the start time
 while(g_CurrentTime != pPerson->m_nStartTime)
 {
 }

 printf("Reader %d is Requesting .../n",pPerson->m_nID);
    WaitForSingleObject(g_hReadSemaphore,INFINITE);
    if(g_NumOfReading ==0)
    {
        WaitForSingleObject(g_hWriteSemaphore,INFINITE);
    }
    g_NumOfReading++;
 ReleaseSemaphore(g_hReadSemaphore,1,NULL);
 // modify the reader's real start time
 pPerson->m_nStartTime = g_CurrentTime;

 printf("Reader %d is Reading the Shared Buffer.../n",pPerson->m_nID);
 while(g_CurrentTime <= pPerson->m_nStartTime + pPerson->m_nWorkTime)
 {
  // ..  perform read operations
 }
 printf("Reader %d is Exit.../n",pPerson->m_nID);
 
 WaitForSingleObject(g_hReadSemaphore,INFINITE);
    g_NumOfReading--;
    if(g_NumOfReading == 0)
 {
  ReleaseSemaphore(g_hWriteSemaphore,1,NULL);
 }
 
 ReleaseSemaphore(g_hReadSemaphore,1,NULL);
   
 ExitThread(0);
 
 return 0;
}

DWORD  WINAPI WriterProc(LPVOID lpParam)
{
 Person *pPerson = (Person*)lpParam;

 // wait for the start time
 while(g_CurrentTime != pPerson->m_nStartTime)
 {
 }

 printf("Writer %d is Requesting .../n",pPerson->m_nID);
    WaitForSingleObject(g_hWriteSemaphore,INFINITE);
 // modify the writer's real start time
 pPerson->m_nStartTime = g_CurrentTime;
 printf("Writer %d is Writting the Shared Buffer.../n",pPerson->m_nID);
 while(g_CurrentTime <= pPerson->m_nStartTime + pPerson->m_nWorkTime)
 {
  // ..  perform write operations
 }
 printf("Writer %d is Exit.../n",pPerson->m_nID);
 ReleaseSemaphore(g_hWriteSemaphore,1,NULL);
 
 ExitThread(0);
 return 0;
}

bool CreateReader(int StartTime,int WorkTime,int ID)
{
 DWORD dwThreadID;
 if(g_NumPerson >= MAX_PERSON)
  return false;
 
 Person *pPerson       = &g_Persons[g_NumPerson];
 pPerson->m_nID        = ID;
 pPerson->m_nStartTime = StartTime;
 pPerson->m_nWorkTime  = WorkTime;
 pPerson->m_nType      = READER;

 g_NumPerson++;

 // Create an New Thread
 pPerson->m_hThread = CreateThread(NULL,0,ReaderProc,(LPVOID)pPerson,0,&dwThreadID);
 if(pPerson->m_hThread == NULL)
  return false;

 return true;
}

bool CreateWriter(int StartTime,int WorkTime,int ID)
{
 DWORD dwThreadID;
 if(g_NumPerson >= MAX_PERSON)
  return false;
 
 Person *pPerson       = &g_Persons[g_NumPerson];
 pPerson->m_nID        = ID;
 pPerson->m_nStartTime = StartTime;
 pPerson->m_nWorkTime  = WorkTime;
 pPerson->m_nType      = WRITER;

 g_NumPerson++;

 // Create an New Thread
 pPerson->m_hThread = CreateThread(NULL,0,WriterProc,(LPVOID)pPerson,0,&dwThreadID);
 if(pPerson->m_hThread == NULL)
  return false;
 
 return true;
}