C语言实现读者写者问题:P、V操作与线程控制

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"读者写者问题是操作系统中的一种经典同步问题,涉及到多个进程(读者和写者)对共享资源的并发访问。在这个问题中,多个读者可以同时读取数据,但当有写者时,必须确保没有其他读者或写者同时进行读写操作,以免破坏数据的一致性。此资源提供了一个使用C语言实现读者写者问题的实例,通过Windows API中的线程和信号量机制来控制并发访问。" 在这个实现中,主要涉及以下知识点: 1. **读者写者问题**:这是一个多进程同步问题,旨在平衡多个读者和写者对共享资源的访问。读者不会改变数据,因此多个读者可以同时读取,但写者会修改数据,所以任何时候只能有一个写者访问。 2. **P、V操作**:也称为信号量机制,由荷兰计算机科学家Dijkstra提出,用于控制并发进程对共享资源的访问。P操作(下降操作)用于申请资源,V操作(上升操作)用于释放资源,这两个操作确保了资源的安全访问。 3. **线程创建与结束**:`CreateThread`函数用于创建新的线程,而`ExitThread`函数则用于结束当前线程的执行。在读者写者问题中,每个读者和写者被实现为一个单独的线程。 4. **线程挂起**:`Sleep`函数用于让当前线程暂停执行一段时间,这样可以模拟不同读者和写者的访问间隔,防止过快的并发访问。 5. **信号量控制**:使用`CreateSemaphore`创建信号量来实现同步和互斥。例如,可以设置一个读计数器信号量,当读者访问时递增,写者访问时递减。`WaitForSingleObject`函数等待信号量变为可用状态,而`ReleaseSemaphore`则用于增加信号量的值,允许更多的进程访问。 6. **源代码结构**:源代码中定义了一个`Person`结构体,包含了线程句柄、线程类型(读者或写者)、开始时间、工作时间和ID等信息。`Persons`数组用于存储所有的读者写者线程信息。 7. **随机访问次数**:每个读者或写者的访问次数是随机的,介于32到100之间,且相邻两次访问有一定的最小间隔,以模拟现实生活中的并发情况。 8. **文件操作**:写者向名为`all.txt`的文件中添加信息,而读者则读取该文件的最新内容。文件操作是同步的关键,确保写者写入后,读者才能读取。 通过以上知识点的实现,该代码成功地解决了读者写者问题,实现了在多个读者和写者并发访问文件时的正确同步。