读者写者问题写者优先参考答案完整版.docx
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读者写者问题写者优先参考答案完整版
HUAsystemofficeroom【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
读者写者问题写者优先参考答案
【写者优先】在读者、写者问题中，如果总有读者进程进行读操作，会造成写者进程永远都不能进行写操作（读者优先），即所谓的写者饿死现象。
给出读者、写者问题的另一个解决方案：
即保证当有一个写者进程想写时，不允许读者进程再进入，直到写者写完为止，即写者优先。
让我们先回顾读者写者问题[1]：
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，我们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、写者问题中，任何时刻要求“写者”最多只允许有一个执行，而“读者”则允许有多个同时执行。
因为多个“读者”的行为互不干扰，他们只是读数据，而不会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变得不可知。
所以对共享资源的读写操作的限制条件是：
允许任意多的读进程同时读；
一次只允许一个写进程进行写操作；
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。
为了解决该问题，我们只需解决“写者与写者”和“写者与第一个读者”的互斥问题即
可，为此我们引入一个互斥信号量Wmutex，为了记录谁是第一个读者，我们用一个共享整
型变量Rcount作一个计数器。
而在解决问题的过程中，由于我们使用了共享变量Rcount，
该变量又是一个临界资源，对于它的访问仍需要互斥进行，所以需要一个互斥信号量Rmutex，
算法如下：
semaphoreWmutex,Rmutex=1;
intRcount=0;
voidreader（）/*读者进程*/
{
while（true）
{
P（Rmutex）;
if（Rcount==0）P（wmutex）;
Rcount=Rcount+1;
V（Rmutex）;
;
read;/*执行读操作*/
;
P（Rmutex）;
Rcount=Rcount-1;
if（Rcount==0）V（wmutex）;
V（Rmutex）;
}
}
voidwriter（）/*写者进程*/
{
while（true）
{
P（Wmutex）;
;
write;/*执行写操作*/
;
P（Wmutex）;
}
}
现在回到【写者优先】优先问题
【写者优先】在读者、写者问题中，如果总有读者进程进行读操作，会造成写者进程永远都不能进行写操作（读者优先），即所谓的写者饿死现象。
给出读者、写者问题的另一个解决方案：
即保证当有一个写者进程想写时，不允许读者进程再进入，直到写者写完为止，即写者优先。
【解题思路】在上面的读者写者问题基础上，做以下修改：
增加授权标志authFlag，当写者到来，发现有读者在读，则取消授权，然后等待缓冲区；
增加“等待授权计数器waitAuthCount”，写者离开时，如果waitAuthCount大于0，则迭代唤醒等待授权的读者；
读者到来，首先看授权标志，如果有授权标志，则继续，否则等待授权，即写者取消授权后，新来的读者不能申请缓冲区。
增加Amutex互斥信号量，保护waitAuthCount、authFlag
增加同步信号量mutexAuth，表示等待授权的读者队列
【伪代码如下】
semaphoreWmutex=1,Rmutex=1,Amutex=1,mutexAuth=0;
intRcount=0;
intwaitAuthCount=0;
intauthFlag=1；
voidreader（）/*读者进程*/
{
P（Amutex）//临界资源authFlag和waitAuthCount互斥
if（authFlag==0）
{
waitAuthCount++;
p（mutexAuth）;
}
V（Amutex）
P（Rmutex）;//临界资源Rcount互斥
if（Rcount==0）P（wmutex）;//缓冲区互斥
Rcount=Rcount+1;
V（Rmutex）;
......;
read;/*执行读操作*/
......;
P（Rmutex）;
Rcount=Rcount-1;
if（Rcount==0）
V（wmutex）;
V（Rmutex）;
}
}
voidwriter（）/*写者进程*/
{
if（Rcount>0）
authFlag=0；
P（Wmutex）;
......;
write;/*执行写操作*/
......;
P（Wmutex）;
P（Amutex）
while（waitAuthCount>0）{
v（mutexAuth）;
waitAuthCount--;
}
V（Amutex）
}
【vc++代码】
//testsemaphore.cpp:
Definestheentrypointfortheconsoleapplication.
//by西南大学计算机科学系周竹荣
//
#include"stdafx.h"
#include"windows.h"
#include"process.h"
#include
#include
usingnamespacestd;
#defineP（S）WaitForSingleObject（S,INFINITE）//定义Windows下的P操作
#defineV（S）ReleaseSemaphore（S,1,NULL）//定义Windows下的V操作
HANDLEWmutex,Rmutex,Authmutex,Amutex;
intRcount=0;
intwaitAuthCount=0;
intauthFlag=1;
DWORDWINAPIreader（）{
P（Amutex）;
if（authFlag==0）
{
waitAuthCount++;
cout<<"等待授权,线程ID：
"<P（Authmutex）;
}
V（Amutex）;
P（Rmutex）;
if（Rcount==0）
P（Wmutex）;
Rcount=Rcount+1;
V（Rmutex）;
cout<<"读数据,线程ID：
"<Sleep（500）;/*执行读操作*/
P（Rmutex）;
Rcount=Rcount-1;
if（Rcount==0）
V（Wmutex）;
V（Rmutex）;
return1;
};
DWORDWINAPIwriter（）{
if（Rcount>0）
{
cout<<"取消授权,线程ID：
"<authFlag=0;
}
P（Wmutex）;
cout<<"写数据,线程ID：
"<Sleep（2000）;/*执行写操作*/
V（Wmutex）;
cout<<"授权读,线程ID：
"<P（Amutex）;
authFlag=1;
while（waitAuthCount>0）{
V（Authmutex）;
waitAuthCount--;
}
V（Amutex）;
return1;
};
intmain（intargc,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））;
intrC=rand（）%1000;
Sleep（rC）;
if（rC%6==0）
CreateThread（NULL,0,（LPTHREAD_START_ROUTINE）writer,NULL,NULL,NULL）;
else
CreateThread（NULL,0,（LPTHREAD_START_ROUTINE）reader,NULL,NULL,NULL）;
}
Sleep（600000）;
return0;
}
【运行结果】
参考文献
[1]计算机操作系统-郁红英-冯庚豹-人民邮电出版社
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