使用记录型信号量实现读者-写者问题C语言

在C语言中，我们可以使用记录型信号量（也称为自旋锁、条件变量和互斥量组合）来解决读者-写者问题。这个经典问题描述的是一个场景，其中多个读取线程可以同时访问共享资源，而写入线程需要独占访问。以下是基本的实现思路：

1. 定义两个信号量：一个用于控制写入权限（`sem_writer`），初始化为1（表示只有一个写者），另一个用于维护读者的数量（`sem_reader`），初始化为0。

#include <semaphore.h>
sem_t sem_writer = 1; // 写操作的信号量
sem_t sem_reader = 0; // 读操作的信号量

2. 对于写者：
- 获取`sem_writer`，如果失败（即其他写者正在运行），则进入循环等待；
- 修改数据；
- 解除写权限，释放`sem_writer`。

void writer(void* arg) {
   while (sem_wait(&sem_writer)); // 尝试获取写权限
   ... // 修改数据
   sem_post(&sem_writer); // 解除写权限并唤醒可能的等待者
}

3. 对于读者：
- 获取`sem_reader`，如果失败，直接返回继续尝试；
- 执行读操作；
- 增加读者计数，然后释放`sem_reader`。

void reader(void* arg) {
   while (sem_wait(&sem_reader)); // 如果有写者，先等待
   ... // 执行读操作
   sem_post(&sem_reader); // 增加读者计数，并允许其他读者进来
}

4. 遵循`P-V`操作规则，保证互斥和同步。