Windows环境下的读者写者问题实现与分析

"读者写者问题是操作系统中的一个经典同步问题，涉及到多线程并发访问共享资源的场景。在这个问题中，读者和写者之间需要遵循特定的约束：写者之间和读写之间需要互斥，而读者之间可以并行读取。本实验要求在Windows环境下，通过创建多个线程模拟读者和写者，使用信号量机制解决读者优先和写者优先两种策略下的同步问题。 实验中，每个线程代表一个读者或写者，它们根据指定的测试数据文件进行读写操作。线程的创建、操作申请、开始和结束都会打印提示信息，确保符合读写规则。测试数据文件包含线程编号、角色（R或W）、操作开始时间和持续时间。例如，'1R35'表示编号为1的线程是一个读者，将在创建后35秒开始读取，持续时间未给出。 为了实现读者优先和写者优先，可以使用两个等待队列分别存储读者和写者。对于读者优先，可以使用一个整型变量`read-count`来记录当前正在阅读的读者数量，如果无写者在写且有读者等待，就释放读者。而对于写者优先，只要有写者在等待，新来的读者就需要等待，直到无写者等待才能开始读操作。 信号量在这里起到关键作用，可以使用互斥量（mutex）确保写操作的互斥，使用一个读信号量（read semaphore）控制读操作的并发，一个写信号量（write semaphore）控制写操作的互斥和读者数量的限制。读信号量的值表示可同时进行的读操作数量，初始值为最大读者并发数；写信号量初始值为1，表示任何时候只有一个写者能进行写操作。 在读者优先的实现中，当`read-count`增加时，读信号量会减1，表示一个读者开始读取；当`read-count`减少时，读信号量加1，表示一个读者完成读取。在写者优先的实现中，写者获取写信号量时，需要先检查是否有读者在读，如果有则等待，否则可以立即开始写操作。 这个实验旨在让学生理解并发控制和同步机制，通过实际编程解决读者写者问题，提高对操作系统并发原理和线程同步的理解。"