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 16:46:19 浏览: 15
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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