操作系统，读者-写者问题

问题描述

有读者和写者两组并发进程，共享一个文件，当两个或两个以上的读进程同时访问共享数据时不
会产生副作用，但若某个写进程和其他进程（读进程或写进程）同时访问共享数据时则可能导致
数据不一致的错误。因此要求：①允许多个读者可以同时对文件执行读操作；②只允许一个写者
往文件中写信息；③任一写者在完成写操作之前不允许其他读者或写者工作；④写者执行写操作
前，应让已有的读者和写者全部退出。

解析

两类进程：写进程、读进程
互斥关系：写进程—写进程、写进程—读进程。读进程与读进程不存在互斥问题。

semaphore rw=1; //用于实现对共享文件的互斥访问
int count = 0; //记录当前有几个读进程在访问文件
semaphore mutex = 1;//用于保证对count变量的互斥访问

写者：

writer (){
while(1){
P(rw); //写之前“加锁”
写文件…
V(rw); //写完了“解锁”
}
}

读者：

reader (){
while(1){
P(mutex); //各读进程互斥访问count
if(count==0) //由第一个读进程负责
P(rw); //读之前“加锁”
count++; //访问文件的读进程数+1
V(mutex);
读文件…
P(mutex); //各读进程互斥访问count
count--; //访问文件的读进程数-1
if(count==0) //由最后一个读进程负责
V(rw); //读完了“解锁”
V(mutex);
}
}

实现

semaphore rw=1; //用于实现对共享文件的互斥访问
int count = 0; //记录当前有几个读进程在访问文件
semaphore mutex = 1; //用于保证对count变量的互斥访问
semaphore w = 1; //用于实现“写优先”

writer (){
while(1){
P(w);
P(rw);
写文件…
V(rw);
V(w);
}
}

reader (){
while(1){
P(w);
P(mutex);
if(count==0)
P(rw);
count++;
V(mutex);
V(w);
读文件…
P(mutex);
count--;
if(count==0)
V(rw);
V(mutex);
}
}

其核心思想在于设置了一个计数器 count 用来记录当前正在访问共享文件的读进程数。我们可以用
count 的值来判断当前进入的进程是否是第一个/最后一个读进程，从而做出不同的处理。
另外，对 count 变量的检查和赋值不能一气呵成导致了一些错误，如果需要实现“一气呵成”，自
然应该想到用互斥信号量。