c++模拟读者写者问题

读者写者问题是一个经典的同步问题，其中多个读者和写者进程共享同一个共享资源，例如数据库。读者仅仅是读取共享资源的值，而写者则是修改共享资源的值。在读者和写者之间必须进行正确的同步，以保证共享资源的正确性。

下面是使用C++编写的一种解决方案，其中使用了互斥锁和条件变量来实现同步：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

using namespace std;

mutex mtx; // 互斥锁
condition_variable cv_read, cv_write; // 读写条件变量
int read_cnt = 0, write_cnt = 0; // 读写计数器
bool writing = false; // 写标志

void reader(int id) {
    while (true) {
        unique_lock<mutex> lock(mtx);
        while (write_cnt > 0 || writing) cv_read.wait(lock); // 等待写者完成
        read_cnt++;
        cout << "Reader " << id << " reads data" << endl;
        if (--read_cnt == 0) cv_write.notify_one(); // 唤醒等待的写者
        lock.unlock();
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000)); // 模拟读操作
    }
}

void writer(int id) {
    while (true) {
        unique_lock<mutex> lock(mtx);
        while (read_cnt > 0 || writing) cv_write.wait(lock); // 等待读者完成
        writing = true;
        write_cnt++;
        cout << "Writer " << id << " writes data" << endl;
        writing = false;
        if (--write_cnt == 0) cv_read.notify_all(); // 唤醒等待的读者
        lock.unlock();
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(2000)); // 模拟写操作
    }
}

int main() {
    thread r1(reader, 1), r2(reader, 2), w1(writer, 1), w2(writer, 2);
    r1.join();
    r2.join();
    w1.join();
    w2.join();
    return 0;
}

在上面的代码中，读者线程和写者线程都被定义为无限循环，并且使用条件变量进行同步。当读者线程需要访问共享资源时，会先获得互斥锁，然后判断是否有写者正在访问共享资源，如果有，则等待条件变量进行唤醒；如果没有，则增加读计数器，然后释放互斥锁。当读者线程完成访问共享资源时，会再次获得互斥锁，然后减少读计数器，然后判断是否需要唤醒等待的写者线程。

当写者线程需要访问共享资源时，会先获得互斥锁，然后判断是否有读者或写者正在访问共享资源，如果有，则等待条件变量进行唤醒；如果没有，则设置写标志，并增加写计数器，然后释放互斥锁。当写者线程完成访问共享资源时，会再次获得互斥锁，然后减少写计数器，并清除写标志，然后判断是否需要唤醒等待的读者线程。

最后，在主函数中启动四个线程，两个读者线程和两个写者线程，然后等待线程结束，程序结束。