操作系统读者写者问题

读者写者问题是在多线程编程中经常遇到的一类问题，它涉及到多个线程对共享资源的访问。

在读者写者问题中，有多个读者和多个写者同时访问一个共享资源，读者只需要读取资源而不修改它，写者则需要修改资源。这时就需要保证在同一时间内只能有一个写者或多个读者访问该资源，而不能让读者和写者同时访问。

为了解决这个问题，可以采用两种方法：一种是使用互斥锁来保证对共享资源的访问是互斥的；另一种是使用读写锁来允许多个读者同时访问共享资源，但在写者访问时需要排他地访问。

具体实现可以参考以下代码：

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

pthread_rwlock_t rwlock;
int shared_resource = 0;

void *reader(void *arg) {
    int id = *(int *)arg;
    while (1) {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("Reader %d read shared resource: %d\n", id, shared_resource);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}

void *writer(void *arg) {
    int id = *(int *)arg;
    while (1) {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        shared_resource++;
        printf("Writer %d write shared resource: %d\n", id, shared_resource);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(3);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[5];
    int i, readers[3] = {1, 2, 3}, writers[2] = {1, 2};

    pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);

    for (i = 0; i < 3; i++)
        pthread_create(&threads[i], NULL, reader, &readers[i]);

    for (i = 0; i < 2; i++)
        pthread_create(&threads[i + 3], NULL, writer, &writers[i]);

    for (i = 0; i < 5; i++)
        pthread_join(threads[i], NULL);

    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);

    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了 3 个读者和 2 个写者线程。读者线程通过调用 `pthread_rwlock_rdlock` 函数获取读锁，写者线程通过调用 `pthread_rwlock_wrlock` 函数获取写锁。在读者线程中，我们使用共享资源的值进行输出，而在写者线程中，我们将共享资源的值加一。在每个线程中，我们使用 `sleep` 函数来模拟耗时操作。

通过使用读写锁，我们可以保证在同一时间内只有一个写者或多个读者访问共享资源。这样可以避免多个线程同时访问共享资源造成的并发问题。