操作系统_读者写者问题
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(初次学习,若存在问题,还望评论区多多指正)
读者写者问题
问题的提出
- 多个读者、多个写者共享资源(例如文件、数据等);
- 允许多个读者同时访问资源;
- 写者写时不允许其他进程读或写(互斥访问资源);
- 请用记录型信号量进行同步
进程资源共享关系和同步关系分析
思考:
- 几个进程?:读者进程,写者进程;
- 怎样共享资源?:可以有多个读者进程读取文件,写者进程与其他写者/读者进程互斥;
解决方案
第一搏
先考虑写者进程与其他进程互斥的问题(类似于前面的生产者-消费者问题,所以柿子先挑软的捏,哈哈哈);
可以很直观的想到使用Wmutex(写互斥信号量),将读者/写者进程中的读/写操作包围起来,形成临界区,这样当有一个写者进程时,其他读者/写者进程均会被阻塞;
存在的问题?
确实可以实现写者进程与其他进程互斥 的功能!
但是题目还有一个要求:可以同时存在多个读者进程。
按照上面的格式,Wmutex为1,即只能有一个读者或写者进程。
……
那么现在需要解决的问题是:如果有读者进程了,如何允许其他的读者进程并发,而拒绝写者进程并发。
可以想到用一个变量readcount来标记读者的进程数目。有了readcount就可以了解到此时是否有读者进程正在执行,当readcount=0时,允许读者/写者进程执行,readcount≠0时,只允许读者进程并发。
配合第一搏中的Wmutex,就可以实现多读者进程并发,读者/写者进程互斥;
没问题了吗?
设想,当第一个读者进程执行完wait(wmutex)后,时间片用尽,发生了进程切换,另一个读者进程进入,此时由于上一个读者进程未将readcount+1,所以此时readcount仍等于0,但Wmutex已经变为0,因而被阻塞,造成了“另一个写者进程正在执行”的错觉,违背了空闲让进原则。
类似,若最后一个读者进程执行完readcount=readcount-1时,进入了一个读者进程,此时readcount=0,该读者进程被阻塞,同样违背了空闲让进原则。
……
究其原因就是,readcount也为临界资源。
所以多个读者进程对它的访问,也需要设计互斥信号量。
于是考虑使用Rmutex互斥信号量,来保证对readcount的访问是互斥的。
以上便是读者-写者问题的标准解决方案!