在windows环境下用C语言编写程序,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: 2024-03-18 14:39:03 浏览: 71
好的,我会尽力回答你的问题。首先,读者/写者问题是指多个进程(或线程)同时访问共享资源的场景,其中读者只读取资源,而写者在写入资源时需要独占访问。
在你的问题中,我们需要用信号量和PV操作来实现读者/写者问题。具体来说,我们可以定义两个信号量:一个用于控制读者线程的访问,另一个用于控制写者线程的访问。在Windows环境下,可以使用Windows API提供的信号量相关函数进行操作。
下面是一个简单的示例代码,可以创建N个线程,其中一半为读者线程,一半为写者线程,它们按照测试数据进行读写操作。
```
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#define N 10 // 线程数
#define MAX_READ_CNT 3 // 最大同时读取数
HANDLE read_sem; // 读信号量
HANDLE write_sem; // 写信号量
int read_cnt = 0; // 当前正在读取的线程数
DWORD WINAPI reader(LPVOID lpParam) {
int id = (int)lpParam;
printf("Reader %d started.\n", id);
// 读取操作
// ...
WaitForSingleObject(read_sem, INFINITE); // P操作,获取读信号量
read_cnt++;
if (read_cnt == 1) {
WaitForSingleObject(write_sem, INFINITE); // P操作,获取写信号量
}
ReleaseSemaphore(read_sem, 1, NULL); // V操作,释放读信号量
// 继续读取操作
// ...
WaitForSingleObject(read_sem, INFINITE); // P操作,获取读信号量
read_cnt--;
if (read_cnt == 0) {
ReleaseSemaphore(write_sem, 1, NULL); // V操作,释放写信号量
}
ReleaseSemaphore(read_sem, 1, NULL); // V操作,释放读信号量
printf("Reader %d finished.\n", id);
return 0;
}
DWORD WINAPI writer(LPVOID lpParam) {
int id = (int)lpParam;
printf("Writer %d started.\n", id);
// 写入操作
// ...
WaitForSingleObject(write_sem, INFINITE); // P操作,获取写信号量
// 继续写入操作
// ...
ReleaseSemaphore(write_sem, 1, NULL); // V操作,释放写信号量
printf("Writer %d finished.\n", id);
return 0;
}
int main() {
// 初始化信号量
read_sem = CreateSemaphore(NULL, MAX_READ_CNT, MAX_READ_CNT, NULL);
write_sem = CreateSemaphore(NULL, 1, 1, NULL);
// 创建线程
HANDLE threads[N];
for (int i = 0; i < N; i++) {
if (i % 2 == 0) {
threads[i] = CreateThread(NULL, 0, reader, (LPVOID)i, 0, NULL);
} else {
threads[i] = CreateThread(NULL, 0, writer, (LPVOID)i, 0, NULL);
}
}
// 等待线程结束
WaitForMultipleObjects(N, threads, TRUE, INFINITE);
// 释放信号量
CloseHandle(read_sem);
CloseHandle(write_sem);
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们使用了两个信号量:`read_sem`用于控制读者线程的访问,`write_sem`用于控制写者线程的访问。同时,我们使用了`read_cnt`变量来记录当前正在读取的线程数,以便在读者线程之间共享访问。
在读者线程中,我们使用了两次P/V操作来控制读者线程之间的并发访问。首先,读者线程需要获取`read_sem`信号量,以便访问共享资源。在读取完毕后,读者线程需要释放`read_sem`信号量,以便其他读者线程可以访问共享资源。同时,如果当前是第一个读者线程访问共享资源,那么它需要获取`write_sem`信号量,以便防止其他写者线程访问共享资源。在读者线程退出之前,需要再次获取`read_sem`信号量,以便更新`read_cnt`变量和释放`write_sem`信号量。
在写者线程中,我们使用了一次P/V操作来控制写者线程之间的互斥访问。写者线程需要获取`write_sem`信号量,以便独占访问共享资源。在写入完毕后,写者线程需要释放`write_sem`信号量,以便其他读者/写者线程可以访问共享资源。
需要注意的是,上面的代码只是一个简单的示例,实际应用中可能需要考虑更多的细节和异常情况。
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