C语言解决读者写者问题 教材中对读者写者问题算法均有描述,但这个算法在不断地有读者流的情况下,写者会被阻塞。编写一个写者优先解决读者写者问题的程序,其中读者和写者均是多个进程,用信号量作为同步互斥机制。
时间: 2024-02-12 19:08:37 浏览: 75
好的,我会根据你的要求给出一个C语言写者优先解决读者写者问题的程序,其中读者和写者均是多个进程,用信号量作为同步互斥机制。以下是代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define MAX_READERS 5
#define MAX_WRITERS 5
sem_t mutex, write_mutex;
int readers = 0, writers = 0, waiting_writers = 0;
void *reader(void *arg);
void *writer(void *arg);
int main() {
pthread_t reader_threads[MAX_READERS], writer_threads[MAX_WRITERS];
int i;
sem_init(&mutex, 0, 1);
sem_init(&write_mutex, 0, 1);
for (i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
pthread_create(&reader_threads[i], NULL, reader, (void *) i);
}
for (i = 0; i < MAX_WRITERS; i++) {
pthread_create(&writer_threads[i], NULL, writer, (void *) i);
}
for (i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
pthread_join(reader_threads[i], NULL);
}
for (i = 0; i < MAX_WRITERS; i++) {
pthread_join(writer_threads[i], NULL);
}
sem_destroy(&mutex);
sem_destroy(&write_mutex);
return 0;
}
void *reader(void *arg) {
int id = (int) arg;
while (1) {
sem_wait(&mutex);
readers++;
if (readers == 1) {
sem_wait(&write_mutex);
}
sem_post(&mutex);
printf("Reader %d is reading!\n", id);
sleep(rand() % 3);
sem_wait(&mutex);
readers--;
if (readers == 0) {
sem_post(&write_mutex);
}
sem_post(&mutex);
sleep(rand() % 3);
}
pthread_exit(NULL);
}
void *writer(void *arg) {
int id = (int) arg;
while (1) {
sem_wait(&mutex);
if (readers == 0 && writers == 0) {
writers++;
sem_post(&mutex);
sem_wait(&write_mutex);
printf("Writer %d is writing!\n", id);
sleep(rand() % 3);
sem_post(&write_mutex);
sem_wait(&mutex);
writers--;
} else {
waiting_writers++;
sem_post(&mutex);
sem_wait(&write_mutex);
waiting_writers--;
}
sem_post(&mutex);
sleep(rand() % 3);
}
pthread_exit(NULL);
}
```
在这个程序中,我们使用了两个信号量来实现同步和互斥。其中,`mutex`信号量用来保证在同一时刻只有一个线程对`readers`和`writers`变量进行修改,从而避免竞争条件;而`write_mutex`信号量则用来保证写者优先的条件得以满足。
在`reader`线程中,我们首先对`mutex`信号量进行`wait`操作,然后对`readers`变量进行加1操作。如果此时是第一个读者到来,我们就对`write_mutex`变量进行`wait`操作,从而阻塞写者。接着,我们对`mutex`信号量进行`post`操作,释放临界区。
之后,读者开始进行读操作,我们使用`printf`函数输出读者正在读的信息。读者在读操作完成后,我们再次对`mutex`信号量进行`wait`操作,然后对`readers`变量进行减1操作。如果此时没有任何读者了,我们就对`write_mutex`变量进行`post`操作,释放阻塞的写者。最后,我们再次对`mutex`信号量进行`post`操作,释放临界区。
在`writer`线程中,我们首先对`mutex`信号量进行`wait`操作,然后判断是否有读者或者其他写者。如果此时没有任何读者或者其他写者,我们就对`writers`变量进行加1操作,并对`mutex`信号量进行`post`操作,释放临界区。接着,我们对`write_mutex`变量进行`wait`操作,从而阻塞其他读者和写者。然后,我们使用`printf`函数输出写者正在写的信息,并使用`sleep`函数模拟写操作的时间。写操作完成后,我们对`write_mutex`变量进行`post`操作,释放临界区,并再次对`mutex`信号量进行`wait`操作,然后对`writers`变量进行减1操作。
如果此时有其他读者或者写者在等待,我们就对`waiting_writers`变量进行加1操作,并对`mutex`信号量进行`post`操作,释放临界区。接着,我们对`write_mutex`变量进行`wait`操作,从而阻塞其他读者和写者。最后,我们再次对`mutex`信号量进行`wait`操作,然后对`waiting_writers`变量进行减1操作,并对`writers`变量进行减1操作。
以上就是一个简单的写者优先解决读者写者问题的程序实现,希望对你有所帮助!
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