2.3.9 讀者寫者問題

? 讀者寫者問題是十分經典的進程同步的問題，問題描述如下：讀進程與寫進程共享文件，但是寫進程必須與其他進程互斥發生。

根據以上的題目要求我們可以得出一些互斥關系：寫進程與寫進程互斥，讀進程與寫進程互斥

??我們可以設置一個互斥信號量rw來實現對互斥信號的共享訪問

semaphore rw=1; //用于實現對共享文件的互斥訪問writer (){while(1){P(rw); //寫之前“加鎖”寫文件…V(rw); //寫完了“解鎖”} }reader (){ while(1){P(rw); //讀之前“加鎖”讀文件…V(rw); //讀完了“解鎖”} }

? 但是這樣簡單的上鎖解鎖會導致讀文件不能同時進行，就像我們進房間，打開門之后接著關上了門，后面的人當然沒辦法繼續進來了。按照日常經驗，開門應該有第一個人完成而關門應該有最后一個人完成，于是我們再次引入count計數器，記錄正在讀的進程數。

semaphore rw=1; //用于實現對共享文件的互斥訪問 int count = 0; //記錄當前有幾個讀進程在訪問文件 semaphore mutex = 1;//用于保證對count變量的互斥訪問writer (){while(1){P(rw); //寫之前“加鎖”寫文件…V(rw); //寫完了“解鎖”} }reader (){while(1){if(count==0) //由第一個讀進程負責P(rw); //讀之前“加鎖”count++; //訪問文件的讀進程數+1讀文件…count--; //訪問文件的讀進程數-1if(count==0) //由最后一個讀進程負責V(rw); //讀完了“解鎖”} }

? 這樣做我們又會發現問題，如果兩個讀進程同時在count++前訪問的話，P(rw)會這執行兩次，那么第二個讀進程會被阻塞。這是由于對count的檢查以及賦值沒有一氣呵成（缺乏原子性）所以我們需要再來一個變量mutex實現對count互斥訪問。

semaphore rw=1; //用于實現對共享文件的互斥訪問 int count = 0; //記錄當前有幾個讀進程在訪問文件 semaphore mutex = 1;//用于保證對count變量的互斥訪問writer (){while(1){P(rw); //寫之前“加鎖”寫文件…V(rw); //寫完了“解鎖”} }reader (){while(1){P(mutex); //各讀進程互斥訪問countif(count==0) //由第一個讀進程負責P(rw); //讀之前“加鎖”count++; //訪問文件的讀進程數+1V(mutex);讀文件…P(mutex); //各讀進程互斥訪問countcount--; //訪問文件的讀進程數-1if(count==0) //由最后一個讀進程負責V(rw); //讀完了“解鎖”V(mutex);} }

? 但是按照上述的代碼來執行的話，寫進程的操作總會被讀進程的到來而阻塞，可能會導致讀進程饑餓，我們再來添加一個互斥信號量w來實現公平讀寫（先來先服務）

semaphore rw=1; //用于實現對共享文件的互斥訪問 int count = 0; //記錄當前有幾個讀進程在訪問文件 semaphore mutex = 1; //用于保證對count變量的互斥訪問 semaphore w = 1; //用于實現公平writer (){while(1){P(w);P(rw);寫文件…V(rw);V(w);} }reader (){while(1){P(w);P(mutex);if(count==0)P(rw);count++;V(mutex);V(w);讀文件…P(mutex);count--;if(count==0)V(rw);V(mutex);} }

??讀者-寫者問題其核心思想在于設置了一個計數器 count 用來記錄當前正在訪問共享文件的讀進程數。我們可以用count 的值來判斷當前進入的進程是否是第一個/最后一個讀進程，從而做出不同的處理。

? 另外，對 count 變量的檢查和賦值不能一氣呵成導致了一些錯誤，如果需要實現“一氣呵成”，自然應該想到用互斥信號量。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统（二十六）读者写者问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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