编程实现经典的进程同步问题--读者与写者问题

读者与写者问题是在多线程编程中经典的进程同步问题，主要涉及到两个角色：读者和写者。读者和写者共享同一个资源，但是他们对于这个资源的访问方式是不同的。

在读者与写者问题中，写者拥有独占的访问权，而读者可以共享访问权。同时，为了保证资源的完整性，读者和写者之间必须进行同步。

下面是使用C++编程实现读者与写者问题的示例代码：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

using namespace std;

mutex mtx;
condition_variable cv;
int resource = 0;
int reader_count = 0;

void reader(int id) {
    unique_lock<mutex> lock(mtx);
    cout << "Reader " << id << " is waiting..." << endl;
    cv.wait(lock, []{return reader_count == 0;});
    reader_count++;
    lock.unlock();

    // 读取资源
    cout << "Reader " << id << " is reading resource: " << resource << endl;

    lock.lock();
    reader_count--;
    if (reader_count == 0) {
        cv.notify_one();
    }
    lock.unlock();
}

void writer(int id) {
    unique_lock<mutex> lock(mtx);
    cout << "Writer " << id << " is waiting..." << endl;
    cv.wait(lock, []{return reader_count == 0;});

    // 写入资源
    resource++;
    cout << "Writer " << id << " is writing resource: " << resource << endl;

    cv.notify_all();
    lock.unlock();
}

int main() {
    thread readers[5], writers[2];

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        readers[i] = thread(reader, i);
    }

    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        writers[i] = thread(writer, i);
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        readers[i].join();
    }

    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        writers[i].join();
    }

    return 0;
}

在这个例子中，我们使用了一个互斥锁和条件变量来实现读者与写者之间的同步。读者和写者都必须获得互斥锁才能访问共享资源，并且读者和写者之间需要通过条件变量进行通信。

在读者函数中，读者必须等待所有的写者完成工作，并且没有其他读者正在访问资源，才能够开始读取资源。在写者函数中，写者必须等待所有的读者完成工作，才能够开始写入资源。同时，写者在写入资源之后需要通知所有等待的读者和写者。

这个例子中的读者和写者都是通过创建线程来模拟的。您可以根据自己的需要调整线程的数量和资源的访问方式。