Windows环境下读者写者问题的多线程与信号量实现

操作系统课程设计报告主要关注的是经典的"读者-写者问题"（Reader-Writer Problem），这是一个在并发控制中常见的问题，涉及到多个线程对共享资源的访问同步。在Windows 2000/XP环境下，设计目标是通过多线程技术和信号量机制来实现这一问题，目的是深化对线程同步机制的理解，以及将理论知识应用到实际编程中。 在设计要求部分，核心要点如下： 1. **设计目的**：通过实践读者-写者问题，检验和增强学生对于线程、互斥锁和信号量等概念的理解，以及如何在实际场景中运用这些概念解决并发控制问题。 2. **设计要求**： - **线程模型**：每个线程模拟一个读者或写者角色，通过信号量实现互斥访问共享资源。 - **互斥条件**：确保写者写入操作互斥（一次只有一个写者在写），读写操作也互斥（不允许读写操作同时进行）。 - **优先级规则**： - 读者优先：如果有多个读者等待，新来的读者可以直接进行读操作，前提是其他读者未在读。 - 写者优先：读者在读写申请时需让步给正在等待的写者，直到写者完成访问。 3. **测试数据文件**：提供了一种结构化的测试数据，包含了线程ID、角色（读者R或写者W）、操作开始时间和持续时间，用于验证程序的行为是否符合预期。 4. **API函数**：如`CreateThread()`用于创建线程，`ExitThread()`用于结束线程，`Sleep()`暂停线程执行，`CreateMutex()`和`OpenMutex()`用于创建和管理互斥锁，`ReleaseMutex()`用于释放锁以便其他线程进入。 在实现过程中，开发者需要设计和编写代码来创建线程、获取互斥锁、按照读写限制执行操作，以及在操作结束后释放锁。此外，还需要处理可能出现的死锁和资源饥饿问题，确保程序的正确性和效率。整个设计不仅要关注代码实现，还要考虑性能优化和错误处理，以确保在并发环境中系统的稳定性和一致性。通过这个项目，学生能够深入理解操作系统中并发控制的实现原理，提高他们的编程和调试技能。