以进程方式用C语言解决写者读者中写者优先问题

写者读者问题是一类著名的同步问题，其中一个常见的变体是写者优先问题。在这个问题中，如果有一个写者正在等待，那么读者就必须等待，直到写者完成写入操作。下面是使用进程方式用C语言解决写者读者中写者优先问题的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define MAX_READERS 5
#define MAX_WRITERS 5

sem_t reader_mutex, writer_mutex, resource_mutex;
int num_readers = 0, num_writers = 0;

void *reader(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&reader_mutex);
        num_readers++;
        if (num_readers == 1) {
            sem_wait(&resource_mutex);
        }
        sem_post(&reader_mutex);

        // read data

        sem_wait(&reader_mutex);
        num_readers--;
        if (num_readers == 0) {
            sem_post(&resource_mutex);
        }
        sem_post(&reader_mutex);

        // process data
    }
}

void *writer(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&writer_mutex);
        num_writers++;
        if (num_writers == 1) {
            sem_wait(&resource_mutex);
        }
        sem_post(&writer_mutex);

        // write data

        sem_wait(&writer_mutex);
        num_writers--;
        if (num_writers == 0) {
            sem_post(&resource_mutex);
        }
        sem_post(&writer_mutex);

        // process data
    }
}

int main() {
    pthread_t readers[MAX_READERS], writers[MAX_WRITERS];
    sem_init(&reader_mutex, 0, 1);
    sem_init(&writer_mutex, 0, 1);
    sem_init(&resource_mutex, 0, 1);

    // create reader threads
    for (int i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
        pthread_create(&readers[i], NULL, reader, NULL);
    }

    // create writer threads
    for (int i = 0; i < MAX_WRITERS; i++) {
        pthread_create(&writers[i], NULL, writer, NULL);
    }

    // wait for threads to finish
    for (int i = 0; i < MAX_READERS; i++) {
        pthread_join(readers[i], NULL);
    }
    for (int i = 0; i < MAX_WRITERS; i++) {
        pthread_join(writers[i], NULL);
    }

    sem_destroy(&reader_mutex);
    sem_destroy(&writer_mutex);
    sem_destroy(&resource_mutex);

    return 0;
}

在这个代码中，我们使用了三个信号量：`reader_mutex`、`writer_mutex`和`resource_mutex`。`reader_mutex`和`writer_mutex`用于保护`num_readers`和`num_writers`的并发访问，`resource_mutex`用于实现读者-写者问题的互斥访问。

在读者线程中，我们首先使用`reader_mutex`获取互斥锁，然后将`num_readers`增加1。如果是第一个读者，我们使用`resource_mutex`获取资源锁，以确保写者没有写入。然后释放`reader_mutex`，读取数据，再次获取`reader_mutex`，将`num_readers`减少1。如果是最后一个读者，我们使用`resource_mutex`释放资源锁，以便写者可以写入。

在写者线程中，我们使用`writer_mutex`获取互斥锁，然后将`num_writers`增加1。如果是第一个写者，我们使用`resource_mutex`获取资源锁，以确保没有读者或其他写者正在访问资源。然后释放`writer_mutex`，写入数据，再次获取`writer_mutex`，将`num_writers`减少1。如果是最后一个写者，我们使用`resource_mutex`释放资源锁，以便读者或其他写者可以访问资源。

通过使用信号量和互斥锁，我们可以确保写者优先问题得到正确解决。