请考虑如何设计与实现读者写者问题(读者优先 ,写者优秀)?

时间: 2024-12-06 10:24:16 浏览: 9
读者写者问题是经典的问题,它模拟了一个场景,其中有许多读者想要读取共享的数据,而较少的写者希望修改该数据。为了解决这个场景中的竞争条件,我们可以创建一种“读者优先,写者优秀”的方案。这里是一个基本的设计和实现思路: 1. **信号量** 或 **条件变量** 实现: - 创建一个互斥锁 `mutex` 和两个信号量 `read_semaphore` 和 `write_semaphore`。 - 初始化 `read_semaphore` 到一个较大的值,比如初始可以有任意多的读者同时读取。 - 对于读操作,先获取 `read_semaphore`(不阻塞),然后尝试读取数据,读完后释放 `read_semaphore`。 - 对于写操作,先获取 `mutex` 以确保互斥,接着递减 `read_semaphore` 并检查是否还有其他正在读的线程,如果有,则让所有读线程挂起直到写者释放,然后写入数据,最后递增 `write_semaphore` 并释放 `mutex`。 2. **条件变量** 使用示例(C++ with C++11+): ```cpp std::mutex mtx; std::condition_variable cv_reader, cv_writer; int readers_count = 0, writers_waiting = 0; void reader() { std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx); ++readers_count; cv_reader.notify_one(); // 唤醒一个等待的写者 while (writers_waiting > 0 || readers_count == 0) { // 当没有写者或没有读者时才读 cv_reader.wait(lck); } // 读数据... --readers_count; cv_writer.notify_all(); // 唤醒所有等待的写者 } void writer() { std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx); writers_waiting++; if (readers_count > 0) { // 如果有读者,通知他们暂停 cv_writer.wait(lck); } // 写数据... writers_waiting--; cv_reader.notify_all(); // 唤醒所有读者 } ``` 3. **原子操作**(如在Java或C#中): - 使用 `AtomicInteger` 类表示读写计数,读者加一,写者减一。 - 使用 `compareAndSwap` 方法确保读写操作的原子性。
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