读写者问题

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读写者

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只要求读文件的进程称为reader进程，其他进程称为writer进程。
允许多个进程同时读一个共享对象，但不允许一个writer进程和其他reader进程同时或writer进程同时访问一个共享对象。
简单来说，读写者问题是保证一个writer进程必须与其他进程互斥的访问共享对象的同步问题。
三句话来说，就是：
读读共享；写写互斥；读写互斥

读者-写者问题是一个经典的并发程序设计问题，是经常出现的一个同步问题。
如果读者来：

无读者、写者，新读者可以读
有写者等待，但有其他读者正在读，新读者可以读
有写者写，新读者等

如果写者来：

无读者，新写者可以写
有读者，新写者等待
有其他写者，新写者等待

现在开始分析读写者的

解决方案

读进程优先**

无需修改就可用于多个读进程和写进程的情况。写进程非常简单，信号量用于实施互斥，只要一个写进程正在访问共享数据区,其他的写进程和读进程都不能访问它。读进程也使用信号量实施互斥,但是,为允许多个读进程,当没有读进程正在读时,第-一个试图读的读进程需要在信号量上等待。当至少已经有一个读进程在读时,随后的读进程无需等待,可以直接进入。全局变量count用于记录读进程的数目,信号量mutex用于确保count被正确地更新。

int count=0;  //用于记录当前的读者数量
semaphore mutex=1;  //用于保护更新count变量时的互斥
semaphore rw=1;  //用于保证读者和写者互斥地访问文件
writer () {  //写者进程
    while (1){
        P(rw); // 互斥访问共享文件
        Writing;  //写入
        V(rw) ;  //释放共享文件
    }
}
 
reader () {  // 读者进程
    while(1){
        P (mutex) ;  //互斥访问count变量
        if (count==0)  //当第一个读进程读共享文件时
            P(rw);  //阻止写进程写
        count++;  //读者计数器加1
        V (mutex) ;  //释放互斥变量count
        reading;  //读取
        P (mutex) ;  //互斥访问count变量
        count--; //读者计数器减1
        if (count==0)  //当最后一个读进程读完共享文件
            V(rw) ;  //允许写进程写
        V (mutex) ;  //释放互斥变量 count
    }
}

写进程优先
在前面的解决方案中,读进程具有优先权。当一个读进程开始访问数据区时,只要至少有-个读进程正在读,就为读进程保留对这个数据区的控制权,因此,写进程有可能处于饥饿状态。以下方案保证当一个写进程声明想写时,不允许新的读进程访问该数据区。对于写进程,在已有定义的基础上还必须增加下列信号量和变量:

int count = 0;  //用于记录当前的读者数量
semaphore mutex = 1;  //用于保护更新count变量时的互斥
semaphore rw=1;  //用于保证读者和写者互斥地访问文件
semaphore w=1;  //用于实现“写优先”
 
writer(){
    while(1){
        P(w);  //在无写进程请求时进入
        P(rw);  //互斥访问共享文件
        writing;  //写入
        V(rw);  // 释放共享文件
        V(w) ;  //恢复对共享支件的访问
    }
}
 
reader () {  //读者进程
    while (1){
        P (w) ;  // 在无写进程请求时进入
        P (mutex);  // 互斥访问count变量
 
        if (count==0)  //当第一个读进程读共享文件时
            P(rw);  //阻止写进程写
 
        count++;  //读者计数器加1
        V (mutex) ;  //释放互斥变量count
        V(w);  //恢复对共享文件的访问
        reading;  //读取
        P (mutex) ; //互斥访问count变量
        count--;  //读者计数器减1
 
        if (count==0)  //当最后一个读进程读完共享文件
            V(rw);  //允许写进程写
 
        V (mutex);  //释放互斥变量count
    }
}

读者优先和写者优先之间的区别在于:
写者提出了存取共数据区的要求之后，是否允许新的读者继续进入，若允许就是读者优先，若是不允许， 就是写者优先。
在读者优先的情况下，写者可会挨饿，如果后续读者源源不断地进入。在写者优先的情况下，读者可能挨饿，如果有新的写者不断地提出新的要求。