请对下列问题 给出设计理念(以c++为例)1、 数据集在几个并发进程之间共享: reader-仅读取数据集;它们不执行任何更新。 writer——两者都可以读写。 2、 问题–允许多个阅读器(最多8个)同时阅读。只有一个写入程序可以同时访问共享数据。

时间: 2024-03-24 22:41:36 浏览: 14
对于这个问题,我会采用读写锁(Reader-Writer Lock)来进行实现。读写锁可以实现多个读者同时读取共享数据,但是只允许一个写者进行写操作。读写锁可以提高并发性能,减少线程等待时间。 在C++中,我们可以使用标准库提供的读写锁类std::shared_mutex来实现。对于读者,我们使用std::shared_lock来进行加锁,而对于写者,我们使用std::unique_lock来进行加锁。在读写锁中,写锁具有更高的优先级,即如果有写锁请求,那么读锁的请求就会被阻塞,直到写锁被释放。 具体实现时,我们可以定义一个数据集类,在类中定义std::shared_mutex对象作为锁,在读取数据时加上读锁,写入数据时加上写锁。同时,我们可以定义一个计数器来记录当前有多少个读者正在读取数据,如果达到了最大允许的读者数,新的读者就会被阻塞,直到有读者释放读锁。 下面是一个简单的示例代码: ```c++ #include <shared_mutex> #include <iostream> #include <chrono> #include <thread> using namespace std; class DataSet { public: DataSet() : data(0), reader_count(0) {} int read() { // 加读锁 std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(mtx); // 模拟读取数据需要耗费时间 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); return data; } void write(int new_data) { // 加写锁 std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mtx); // 模拟写入数据需要耗费时间 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200)); data = new_data; } private: int data; std::shared_mutex mtx; int reader_count; const int MAX_READER_COUNT = 8; }; void reader_func(DataSet& ds, int id) { while (true) { int data = ds.read(); cout << "Reader " << id << " read data: " << data << endl; std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500)); } } void writer_func(DataSet& ds, int id) { while (true) { int new_data = rand() % 100; ds.write(new_data); cout << "Writer " << id << " write data: " << new_data << endl; std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000)); } } int main() { DataSet ds; vector<std::thread> readers; vector<std::thread> writers; for (int i = 0; i < 8; i++) { readers.emplace_back([&] {reader_func(ds, i); }); } for (int i = 0; i < 3; i++) { writers.emplace_back([&] {writer_func(ds, i); }); } for (auto& reader : readers) { reader.join(); } for (auto& writer : writers) { writer.join(); } return 0; } ``` 在这个示例代码中,我们定义了一个DataSet类来表示数据集,其中包含一个整数数据、一个std::shared_mutex对象和一个读者计数器。在read()方法中,我们使用std::shared_lock对象加读锁,然后模拟读取数据需要耗费时间,最后返回数据。在write()方法中,我们使用std::unique_lock对象加写锁,然后模拟写入数据需要耗费时间,最后更新数据。在reader_func和writer_func函数中,我们分别模拟多个读者和一个写者对数据集的访问。 在main函数中,我们启动了8个读者线程和3个写者线程,模拟多个读者和一个写者对数据集的访问。

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