利用信号量实现一套读写锁机制,普通的信号量不要使用POSIX 信号量以及不使用POSIX线程(pthread)库,要有详细的C语言代码实现
时间: 2024-09-11 18:14:58 浏览: 51
在操作系统中,读写锁(也称为共享-独占锁)是一种用于同步访问共享资源的机制。在多线程环境中,当多个线程需要读取一个共享资源时,它们可以同时进行,但如果有一个线程需要写入资源,则必须独占访问,不能有其他读或写操作。
要使用信号量实现读写锁机制,我们需要至少三个信号量:
1. `read_count`:记录当前读者数量,是一个非负整数的信号量。
2. `mutex`:确保对读写数量变量的操作是互斥的,是一个二进制信号量。
3. `write_lock`:用于确保写操作的独占访问,是一个二进制信号量。
以下是使用C语言实现读写锁的一个简单示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
// 初始化信号量
void initSem(sem_t *sem, int value) {
sem_init(sem, 0, value);
}
// 销毁信号量
void destroySem(sem_t *sem) {
sem_destroy(sem);
}
// P操作(等待操作)
void P(sem_t *sem) {
sem_wait(sem);
}
// V操作(信号操作)
void V(sem_t *sem) {
sem_post(sem);
}
// 读者锁
void readLock(sem_t *read_count, sem_t *mutex) {
P(mutex); // 进入临界区
read_count++; // 读取计数增加
if (read_count == 1) // 如果是第一个读者
P(write_lock); // 阻止写者写入
V(mutex); // 离开临界区
}
// 读者解锁
void readUnlock(sem_t *read_count, sem_t *mutex) {
P(mutex); // 进入临界区
read_count--; // 读取计数减少
if (read_count == 0) // 如果是最后一个读者
V(write_lock); // 允许写者写入
V(mutex); // 离开临界区
}
// 写者锁
void writeLock(sem_t *write_lock, sem_t *mutex) {
P(mutex); // 进入临界区
P(write_lock); // 等待所有读者和写者完成
V(mutex); // 离开临界区
}
// 写者解锁
void writeUnlock(sem_t *write_lock, sem_t *mutex) {
P(mutex); // 进入临界区
V(write_lock); // 允许其他读者和写者访问
V(mutex); // 离开临界区
}
// 主函数示例使用
int main() {
sem_t read_count, mutex, write_lock;
initSem(&read_count, 0); // 初始化读者数量信号量为0
initSem(&mutex, 1); // 初始化互斥信号量为1
initSem(&write_lock, 1); // 初始化写锁信号量为1
// 假设的读者和写者操作
// ...
destroySem(&mutex);
destroySem(&write_lock);
destroySem(&read_count);
return 0;
}
```
请注意,上述代码仅为示例,没有展示如何实际使用读写锁进行读者和写者的同步操作。在实际应用中,你需要在读取和写入共享资源前后调用相应的`readLock`、`readUnlock`、`writeLock`和`writeUnlock`函数来保护共享资源。
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