用C语言在linux环境下编写该程序:编写应用程序,该程序运行时能创建N个线程,其中既有读者线程又有写者线程,它们按照事先设计好的测试数据进行读写操作。用信号量和PV操作实现读者/写者问题。
时间: 2024-03-06 13:51:54 浏览: 74
好的,这是一个典型的读者/写者问题,可以使用信号量和PV操作来解决。下面是一个示例程序,可以在Linux环境下使用C语言编写:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define N 10 // 线程数量
#define MAX_READERS 5 // 最多的读者数量
sem_t rw_mutex; // 全局读写锁
sem_t mutex; // 用于同步读者数量
int readers = 0; // 当前读者数量
void *reader(void *arg);
void *writer(void *arg);
int main()
{
pthread_t threads[N];
int i;
// 初始化信号量
sem_init(&rw_mutex, 0, 1);
sem_init(&mutex, 0, 1);
// 创建线程
for(i = 0; i < N; i++)
{
if(i < MAX_READERS)
pthread_create(&threads[i], NULL, reader, (void *)(long)i);
else
pthread_create(&threads[i], NULL, writer, (void *)(long)i);
}
// 等待线程结束
for(i = 0; i < N; i++)
pthread_join(threads[i], NULL);
// 销毁信号量
sem_destroy(&rw_mutex);
sem_destroy(&mutex);
return 0;
}
void *reader(void *arg)
{
int id = (int)(long)arg;
while(1)
{
sem_wait(&mutex); // 申请读者数量锁
readers++; // 读者数量加1
if(readers == 1)
sem_wait(&rw_mutex); // 若是第一个读者,申请读写锁
sem_post(&mutex); // 释放读者数量锁
// 进行读操作
printf("Reader %d is reading.\n", id);
sem_wait(&mutex); // 申请读者数量锁
readers--; // 读者数量减1
if(readers == 0)
sem_post(&rw_mutex); // 若是最后一个读者,释放读写锁
sem_post(&mutex); // 释放读者数量锁
// 等待一段时间
sleep(rand() % 3);
}
pthread_exit(NULL);
}
void *writer(void *arg)
{
int id = (int)(long)arg;
while(1)
{
sem_wait(&rw_mutex); // 申请读写锁
// 进行写操作
printf("Writer %d is writing.\n", id);
sem_post(&rw_mutex); // 释放读写锁
// 等待一段时间
sleep(rand() % 3);
}
pthread_exit(NULL);
}
```
在上面的代码中,我们定义了两个信号量rw_mutex和mutex,分别用于控制读写锁和读者数量。在reader函数中,读者首先申请读者数量锁,然后将读者数量加1,如果是第一个读者,则申请读写锁。读者进行读操作后,再将读者数量减1,如果是最后一个读者,则释放读写锁。在writer函数中,写者直接申请读写锁进行写操作。在主函数中,我们创建了10个线程,其中前5个是读者,后5个是写者。
需要注意的是,这个程序中可能会出现饥饿的情况,即某些线程可能会一直等待,无法获取到需要的锁。为了避免这种情况,我们可以使用一些高级的调度算法,例如优先级调度。此外,还可以使用条件变量等同步机制来解决饥饿问题。
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