在windows或者linux环境下编写应用程序,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: 2024-03-13 22:46:19 浏览: 65
读者/写者问题是计算机科学中的一个经典问题,它涉及到多个线程同时访问共享资源的情况。其中读者只是读取资源,而写者则会修改资源。在同时存在读者和写者的情况下,需要保证数据的完整性和一致性。信号量和PV操作是一种常用的解决多线程同步问题的方法,下面是一个示例代码:
```c++
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define MAX_READERS 10
#define MAX_WRITERS 2
// 共享资源
int data = 0;
// 读者和写者信号量
sem_t reader_sem;
sem_t writer_sem;
// 读者计数器
int reader_count = 0;
void *reader(void *arg) {
int id = *(int *)arg;
while (1) {
// 等待读者信号量
sem_wait(&reader_sem);
// 读者计数器加1
reader_count++;
// 如果是第一个读者,则等待写者信号量
if (reader_count == 1) {
sem_wait(&writer_sem);
}
// 释放读者信号量
sem_post(&reader_sem);
// 读取数据
printf("Reader %d read data %d\n", id, data);
// 等待读者信号量
sem_wait(&reader_sem);
// 读者计数器减1
reader_count--;
// 如果是最后一个读者,则释放写者信号量
if (reader_count == 0) {
sem_post(&writer_sem);
}
// 释放读者信号量
sem_post(&reader_sem);
// 等待一段时间
sleep(1);
}
}
void *writer(void *arg) {
int id = *(int *)arg;
while (1) {
// 等待写者信号量
sem_wait(&writer_sem);
// 写入数据
data++;
printf("Writer %d wrote data %d\n", id, data);
// 释放写者信号量
sem_post(&writer_sem);
// 等待一段时间
sleep(1);
}
}
int main() {
// 初始化信号量
sem_init(&reader_sem, 0, 1);
sem_init(&writer_sem, 0, 1);
// 创建读者线程
pthread_t reader_threads[MAX_READERS];
int reader_args[MAX_READERS];
for (int i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
reader_args[i] = i + 1;
pthread_create(&reader_threads[i], NULL, reader, &reader_args[i]);
}
// 创建写者线程
pthread_t writer_threads[MAX_WRITERS];
int writer_args[MAX_WRITERS];
for (int i = 0; i < MAX_WRITERS; i++) {
writer_args[i] = i + 1;
pthread_create(&writer_threads[i], NULL, writer, &writer_args[i]);
}
// 等待线程结束
for (int i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
pthread_join(reader_threads[i], NULL);
}
for (int i = 0; i < MAX_WRITERS; i++) {
pthread_join(writer_threads[i], NULL);
}
// 销毁信号量
sem_destroy(&reader_sem);
sem_destroy(&writer_sem);
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们使用了两个信号量`reader_sem`和`writer_sem`来实现读者/写者问题的同步。读者线程在读取数据之前先等待读者信号量`reader_sem`,然后将读者计数器加1。如果是第一个读者,则等待写者信号量`writer_sem`。读取数据完成后,再将读者计数器减1,如果是最后一个读者,则释放写者信号量`writer_sem`。写者线程在写入数据之前等待写者信号量`writer_sem`,写入数据完成后释放写者信号量`writer_sem`。这样就能保证在同时存在读者和写者的情况下,数据的完整性和一致性。
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