读者写者问题的Linux IPC实现与分析

"读者写者问题是操作系统中的一种经典并发控制问题，涉及到多个进程的读写操作以及互斥和同步。此问题旨在确保多个读者可以同时读取数据，但仅允许一个写者进行写入，且在写者写入时，所有读者和写者都必须等待。此外，解决方案还需要避免读者或写者的饥饿现象，并且优先考虑写者的需求。" 在操作系统中，读者写者问题通常通过使用信号量或消息传递等进程间通信（IPC）机制来解决。本实验采用Theaker&Brookes的消息传递算法，它依赖于一个控制进程和三个不同类型的消息信箱：读请求信箱、写请求信箱和操作完成信箱。控制进程通过管理一个计数器`count`来实现读写互斥。 当`count`大于0时，意味着没有新的读写请求，控制进程可以处理新的请求。如果接收到读者完成消息，`count`加1；收到写者请求时，`count`减100；而如果收到读者请求，`count`减1。`count`等于0表示写者正在写，此时控制进程会等待写者完成后再恢复`count`至100。如果`count`小于0，则表示有读者正在读，控制进程会等待读者完成后再将`count`加1。 在实验中，可以使用上一节介绍的IPC机制中的消息队列来实现这个解决方案。通过共享内存作为数据存储，写者向共享内存写入数据，而多个读者则可以并发地从共享内存中读取这些数据。实验文件夹中包含的`ipc.h`头文件是实现这种解决方案的关键部分，它可能包含了定义消息结构、消息队列标识符以及其他与IPC相关的常量和函数声明。 解决读者写者问题的这种方法有助于理解并发控制和同步的重要性，同时也锻炼了在Linux环境中使用IPC工具如消息队列进行实际编程、调试和问题分析的能力。通过这种方式，学生能够更深入地理解操作系统如何管理和协调并发进程，以确保系统的正确性和高效性。