用C++实现读者写者问题

读者写者问题是一个典型的并发控制问题，其目的是控制多个进程对一些共享资源的访问。在该问题中，资源被一个或多个进程写入，并且由一个或多个进程读取。读写问题的主要任务是在不破坏数据完整性的情况下允许共享资源的并发访问。

下面是一个使用 C 语言实现读者写者问题的示例代码：

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

// 共享资源
int resource = 0;

// 计数器
int readCount = 0;

// 互斥锁
pthread_mutex_t resourceLock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

// 读写锁
pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

// 读者线程
void *reader(void *arg)
{
    // 获取读写锁
    pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);

    // 读者数加 1
    readCount++;

    // 若此时只有一个读者，则申请互斥锁
    if (readCount == 1)
    {
        pthread_mutex_lock(&resourceLock);
    }

    // 输出共享资源的当前值
    printf("Reader get resource value: %d\n", resource);

    // 读者数减 1
    readCount--;

    // 若此时没有任何读者，则释放互斥锁
    if (readCount == 0)
    {
        pthread_mutex_unlock(&resourceLock);
    }

    // 释放读写锁
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);

    return NULL;
}

// 写者线程
void *writer(void *arg)
{
    // 获取互斥锁
    pthread_mutex_lock(&resourceLock);

    // 获取读写锁
    pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);

    // 修改共享资源
    resource++;

    // 输出共享资源的当前值
    printf("Writer set resource value: %d\n", resource);

    // 释放读写锁和互斥锁
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    pthread_mutex_unlock(&resourceLock);

    return NULL;
}

int main(void)
{
    int i;

    // 创建 5 个读者线程和 2 个写者线程
    pthread_t readers[5], writers[2];

    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        pthread_create(&readers[i], NULL, reader, NULL);
    }

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

    // 等待所有线程结束
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        pthread_join(readers[i], NULL);
    }

    for (i = 0; i < 2; i++)
    {
        pthread_join(writers[i], NULL);
    }

    return 0;
}

在该示例代码中，使用了一个互斥锁和一个读写锁来控制共享资源的访问。读者线程优先获得读写锁并访问共享资源，而写者线程必须先获取互斥锁，然后再获取读写锁并修改共享资源。这样可以确保在读者访问共享资源时，不会被写者线程中断；在写者修改共享资源时，则不会有其他线程访问该资源。通过合理控制互斥锁和读写锁的使用，可以保证共享资源的完整性，从而解决读者写者问题。