C++实现读者写者问题及其优先级控制

资源摘要信息:"本资源是一个基于信号量机制解决读者写者问题的C++控制台应用程序。程序允许用户选择读者优先或写者优先模式，并通过创建多个线程模拟多个读者或写者对共享资源的访问。程序遵循读者优先和写者优先的规则，确保在读写过程中资源的安全性和公平性。" 知识点一：读者写者问题（Readers-Writers Problem） - 定义：读者写者问题是一个经典的同步问题，用于描述多线程环境下对共享资源访问的控制问题。在这个问题中，有两类线程：读者和写者。共享资源一次可以被多个读者同时读取，但在被写入时必须确保没有其他读者或写者正在访问。 - 核心问题：核心问题在于如何在读者和写者之间找到一个平衡点，既能保证写者线程尽可能多地访问资源，又不至于让读者线程饥饿。 知识点二：信号量机制（Semaphore） - 定义：信号量是一种广泛使用的同步机制，通常用于控制对共享资源的访问。它是一个非负整数变量，可以被多个线程共享，并提供两种操作：wait（或P操作）和signal（或V操作）。 - wait操作：如果信号量的值大于零，减一并继续执行；如果信号量的值为零，则线程进入等待状态。 - signal操作：增加信号量的值，并且如果有其他线程因为该信号量进入等待状态，则唤醒它们中的一个。 知识点三：线程（Thread） - 定义：线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。 - 多线程（Multithreading）：允许多个线程同时运行的机制。在多线程环境中，可以同时执行多个线程的程序代码，实现并行计算。 知识点四：同步（Synchronization） - 定义：在多线程或多进程环境中，同步是指协调多个线程对共享资源访问的机制，以避免数据竞争（Race Condition）、死锁（Deadlock）等问题。 - 互斥（Mutual Exclusion, Mutex）：确保同一时刻只有一个线程可以访问资源。 知识点五：读者优先（Reader Preference）与写者优先（Writer Preference） - 读者优先规则：当有读者正在读取数据时，其他读者可以同时读取，写者必须等待所有读者完成后才能写入。 - 写者优先规则：当有写者等待时，新到达的读者必须等待，这样可以减少写者饥饿问题，保证写者有足够机会访问资源。 知识点六：C++编程语言 - C++是C语言的一个超集，它支持面向对象编程，具有高度的灵活性和控制能力，广泛应用于系统软件开发。 知识点七：操作系统（Operating System） - 定义：操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，它为应用程序提供服务，并作为用户与计算机硬件之间的接口。 - 控制台应用程序（Console Application）：一种没有图形用户界面，通常在命令行界面运行的应用程序。 知识点八：代码文件说明 - reader_and_writer.cpp：这是实现读者写者问题的控制台应用程序的C++源代码文件，包含主程序逻辑和信号量机制的具体实现。