操作系统实验 读者写者问题

《计算机操作系统》实验报告

       题    目       读者写者问题        

       学院（部）       信息学院          

       专    业      计算机科学与技术     

       班    级                           

       学生姓名                           

       学    号                           

                     指导教师（签字）           

一、问题描述

一个数据文件或者记录，可以被多个进程共享，我们把只要求读该文件的进程称为“Reader进程”，其他进程则称为“Writer进程”。允许多个进程同时读一个共享对象，因为读操作不会是数据文件混乱。但不允许一个Writer进程和其他Reader进程或者Writer进程同时访问共享对象，因为这种访问将会引起混乱。所谓“读者——写着问题（Reader—Writer Problem）”是指保证一个Writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题

二、解决问题

为实现Reader与Writer进程间在读或写是的互斥而设置了一个互斥的信号量Wmutex。另外，在设置一个整型变量Readcount表示正在读的进程数目。由于只要有一个Reader进程在读，便不允许Writer去写。因此，仅当Readercount=0时，表示尚无Reader进程在读时，Reader进程才需要进行Wait（wmutex）操作。若Wait（Wmutex）操作成功，Reader进程便可去读，相应地，做Readcount+1操作。同理，仅当Reader进程在执行了Readercount-1操作后其值为0时，才执行Signal（Wmutex）操作，以便让Writer进程写。又因为Readercount是一个可被多个Reader进程访问的临界资源，因此也应该为它设置一个互斥信号量rmutex。

三、代码实现

1、读者优先

#include

#include

using namespace std;

CRITICAL_SECTION rmutex,wmutex;

int wr;

int readernum;

DWORD WINAPI reader(LPVOID IpParamter){

cout<<"读者申请\\n";

    wr++;

    EnterCriticalSection(&rmutex);

    if(readernum==0)

        EnterCriticalSection(&wmutex);

    readernum++;

cout<<"读者进入成功正在读取\\n";

    LeaveCriticalSection(&rmutex);

    Sleep(2000);

    EnterCriticalSection(&rmutex);

    readernum--;

cout<<"读者退出\\n";

    wr--;

    if(readernum==0)

        LeaveCriticalSection(&wmutex);

    LeaveCriticalSection(&rmutex);

    return 0;

}

DWORD WINAPI writer(LPVOID PM){

cout<<"写者申请\\n";

    while(wr!=0){

    }

    EnterCriticalSection(&wmutex);

cout<<"写者已进入正在写入\\n";

    Sleep(500);

cout<<"写者退出\\n";

    LeaveCriticalSection(&wmutex);

    return 0;

}

int main(){

    readernum=0;

    wr=0;

    InitializeCriticalSection(&rmutex);

    InitializeCriticalSection(&wmutex);

    HANDLE hr[5];//定义读者线程

    HANDLE hw[5];//定义写者线程

    //int thnum;

    int drn=0; //输入的读者个数

    int dwn=0; //输入的写者个数

cout<<"输入读者写者线程 1代表读者 2代表写者 0代表结束"<    int th[10];

    int num=0;

cin>>th[num];

    while(th[num]){

        if(th[num]==1){

            drn++;

        }

        if(th[num]==2){

            dwn++;

        }

        num++;

     cin>>th[num];

    }

    int hr1=0,hw1=0;

    for(int j=0;j!=num;j++){

        if(th[j]==1){

            hr[hr1]=CreateThread(NULL,0,reader,NULL,0,NULL);

            hr1++;

        }

        if(th[j]==2){

            hw[hw1]=CreateThread(NULL,0,writer,NULL,0,NULL);

            hw1++;

        }

    }

    WaitForMultipleObjects(drn, hr, TRUE, INFINITE);

    WaitForMultipleObjects(dwn, hw, TRUE, INFINITE);

    for(int i=0;i!=drn;i++){

        CloseHandle(hr[i]);

    }

    for(int i=0;i!=dwn;i++){

        CloseHandle(hw[i]);

    }

    DeleteCriticalSection(&rmutex);

    DeleteCriticalSection(&wmutex);

    return 0;

}

2、写者优先

#include

#include

using namespace std;

CRITICAL_SECTION rmutex,wmutex;

int ww;

int readernum;

DWORD WINAPI reader(LPVOID IpParamter){

cout<<"读者申请\\n";

    while(ww!=0){

    }

    EnterCriticalSection(&rmutex);

    if(readernum==0){    

        EnterCriticalSection(&wmutex);

    }

cout<<"读者进入成功正在读取\\n";

    readernum++;

    LeaveCriticalSection(&rmutex);

    Sleep(2000);

    EnterCriticalSection(&rmutex);

    readernum--;

    if(readernum==0)

        LeaveCriticalSection(&wmutex);

cout<<"读者退出\\n";

    LeaveCriticalSection(&rmutex);

    return 0;

}

DWORD WINAPI writer(LPVOID PM){

    ww++;

cout<<"写者申请\\n";    

    EnterCriticalSection(&wmutex);

cout<<"写者已进入正在写入\\n";

    Sleep(1000);

cout<<"写者退出\\n";

        ww--;

    LeaveCriticalSection(&wmutex);

    return 0;

}

int main(){

    readernum=0;

    ww=0;

    InitializeCriticalSection(&rmutex);

    InitializeCriticalSection(&wmutex);

    HANDLE hr[5];//定义读者线程

    HANDLE hw[5];//定义写者线程

    int drn=0; //输入的读者个数

    int dwn=0; //输入的写者个数

cout<<"输入读者写者线程 1代表读者 2代表写者 0代表结束"<    int th[10];

    int num=0;

cin>>th[num];

    while(th[num]){

        if(th[num]==1){

            drn++;

        }

        if(th[num]==2){

            dwn++;

        }

        num++;

     cin>>th[num];

    }

    int hr1=0,hw1=0;

    for(int j=0;j!=num;j++){

        if(th[j]==1){

            hr[hr1]=CreateThread(NULL,0,reader,NULL,0,NULL);

            Sleep(10);

            hr1++;

        }

        if(th[j]==2){

            hw[hw1]=CreateThread(NULL,0,writer,NULL,0,NULL);

            Sleep(10);

            hw1++;

        }

    }

    WaitForMultipleObjects(drn, hr, TRUE, INFINITE);

    WaitForMultipleObjects(dwn, hw, TRUE, INFINITE);

    for(int i=0;i!=drn;i++){

        CloseHandle(hr[i]);

    }

    for(int i=0;i!=dwn;i++){

        CloseHandle(hw[i]);

    }

    DeleteCriticalSection(&rmutex);

    DeleteCriticalSection(&wmutex);

    return 0;

}

3、执行结果

读者优先

在读者优先中先两个读者申请，再一个写者申请，再有两个读者申请。当读者和写者发生申请冲突时，读者优先进入读取。

写者优先

在写者优先中，先进入两个读者申请，再一个写者申请，最后两个读者申请。写者和最后两个读者发生申请冲突时，优先让写者先进入，进行写操作。