用c语言写带有详细注释读者优先和写者优先程序,用信号量和PV操作实现,要求解中不含死锁

下面是一个使用信号量和PV操作实现的读者优先和写者优先程序，并附有详细注释。

读者优先程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define MAX_READERS 5

sem_t mutex;  // 互斥信号量
sem_t wrt;    // 写者信号量
int readers = 0;  // 当前读者数量
int data = 0;     // 共享数据

void *reader(void *arg) {
    int id = *((int *)arg);

    while (1) {
        // 读者获取互斥信号量
        sem_wait(&mutex);

        // 增加读者数量
        readers++;

        // 如果是第一个读者，需要等待写者信号量
        if (readers == 1) {
            sem_wait(&wrt);
        }

        // 释放互斥信号量
        sem_post(&mutex);

        // 读取数据
        printf("Reader %d read data: %d\n", id, data);

        // 获取互斥信号量
        sem_wait(&mutex);

        // 减少读者数量
        readers--;

        // 如果是最后一个读者，释放写者信号量
        if (readers == 0) {
            sem_post(&wrt);
        }

        // 释放互斥信号量
        sem_post(&mutex);

        // 等待一段时间后再读取数据
        usleep(rand() % 100000);
    }

    return NULL;
}

void *writer(void *arg) {
    int id = *((int *)arg);

    while (1) {
        // 获取写者信号量
        sem_wait(&wrt);

        // 写入数据
        data++;
        printf("Writer %d wrote data: %d\n", id, data);

        // 释放写者信号量
        sem_post(&wrt);

        // 等待一段时间后再写入数据
        usleep(rand() % 100000);
    }

    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t readers[MAX_READERS];
    pthread_t writer;
    int reader_ids[MAX_READERS];

    // 初始化信号量
    sem_init(&mutex, 0, 1);
    sem_init(&wrt, 0, 1);

    // 创建读者线程
    for (int i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
        reader_ids[i] = i;
        pthread_create(&readers[i], NULL, reader, (void *)&reader_ids[i]);
    }

    // 创建写者线程
    pthread_create(&writer, NULL, writer, NULL);

    // 等待所有线程结束
    for (int i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
        pthread_join(readers[i], NULL);
    }
    pthread_join(writer, NULL);

    // 销毁信号量
    sem_destroy(&mutex);
    sem_destroy(&wrt);

    return 0;
}

写者优先程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define MAX_READERS 5

sem_t mutex;      // 互斥信号量
sem_t wrt;        // 写者信号量
sem_t read_try;   // 读者优先信号量
int readers = 0;  // 当前读者数量
int data = 0;     // 共享数据

void *reader(void *arg) {
    int id = *((int *)arg);

    while (1) {
        // 获取读者优先信号量
        sem_wait(&read_try);

        // 获取互斥信号量
        sem_wait(&mutex);

        // 增加读者数量
        readers++;

        // 如果是第一个读者，需要等待写者信号量
        if (readers == 1) {
            sem_wait(&wrt);
        }

        // 释放读者优先信号量和互斥信号量
        sem_post(&read_try);
        sem_post(&mutex);

        // 读取数据
        printf("Reader %d read data: %d\n", id, data);

        // 获取互斥信号量
        sem_wait(&mutex);

        // 减少读者数量
        readers--;

        // 如果是最后一个读者，释放写者信号量
        if (readers == 0) {
            sem_post(&wrt);
        }

        // 释放互斥信号量
        sem_post(&mutex);

        // 等待一段时间后再读取数据
        usleep(rand() % 100000);
    }

    return NULL;
}

void *writer(void *arg) {
    int id = *((int *)arg);

    while (1) {
        // 获取互斥信号量
        sem_wait(&mutex);

        // 判断是否有读者正在读取数据
        if (readers == 0) {
            // 如果没有读者，获取写者信号量
            sem_wait(&wrt);
        }

        // 释放互斥信号量
        sem_post(&mutex);

        // 写入数据
        data++;
        printf("Writer %d wrote data: %d\n", id, data);

        // 释放写者信号量
        sem_post(&wrt);

        // 等待一段时间后再写入数据
        usleep(rand() % 100000);
    }

    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t readers[MAX_READERS];
    pthread_t writer;
    int reader_ids[MAX_READERS];

    // 初始化信号量
    sem_init(&mutex, 0, 1);
    sem_init(&wrt, 0, 1);
    sem_init(&read_try, 0, MAX_READERS);

    // 创建读者线程
    for (int i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
        reader_ids[i] = i;
        pthread_create(&readers[i], NULL, reader, (void *)&reader_ids[i]);
    }

    // 创建写者线程
    pthread_create(&writer, NULL, writer, NULL);

    // 等待所有线程结束
    for (int i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
        pthread_join(readers[i], NULL);
    }
    pthread_join(writer, NULL);

    // 销毁信号量
    sem_destroy(&mutex);
    sem_destroy(&wrt);
    sem_destroy(&read_try);

    return 0;
}

注意：以上代码是为了演示使用信号量和PV操作实现读者优先和写者优先程序，实际使用时应该考虑更多的细节，例如线程的创建和销毁，错误处理等。