读者写者问题Word文件下载.docx
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要求指一个读者试图进行读操作时,如果这时正有其他读者在进行操作,他可直接开始读操作,而不需要等待。
∙∙∙∙∙∙∙写优先:
一个读者试图进行读操作时,如果有其他写者在等待进行写操作或正在进行写操作,他要等待该写者完成写操作后才开始读操作。
三、问题分析
在Windows2000环境下,创建一个包含n个线程的控制台进程。
用这n个线程来表示n个读者或写者。
每个线程按相应测试数据文件的要求,进行读写操作。
请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。
读者-写者问题的读写操作限制:
1)写-写互斥;
2)读-写互斥;
3)读-读允许;
读者优先的附加限制:
如果一个读者申请进行读操作时已有另一读者正在进行读操作,则该读者可直接开始读操作。
写者优先的附加限制:
如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源,则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。
运行结果显示要求:
要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息,以确信所有处理都遵守相应的读写操作限制。
四、实现程序及说明
#include<
windows.h>
ctype.h>
stdio.h>
string.h>
stdlib.h>
malloc.h>
#defineMAX_PERSON100//最多100人
#defineREADER0//读者
#defineWRITER1//写者
#defineEND-1//结束
#defineRREADER
#defineWWRITER
typedefstruct_Person
{
HANDLEm_hThread;
//定义处理线程的句柄
intm_nType;
//进程类型(读写)
intm_nStartTime;
//开始时间
intm_nWorkTime;
//运行时间
intm_nID;
//进程号
}Person;
Persong_Persons[MAX_PERSON];
intg_NumPerson=0;
longg_CurrentTime=0;
//基本时间片数
intg_PersonLists[]={//进程队列
1,W,3,5,
2,W,16,5,
3,R,5,2,
4,W,6,5,
5,R,4,3,
6,R,17,7,
END,
};
intg_NumOfReading=0;
intg_NumOfWriteRequest=0;
//申请写进程的个数
HANDLEg_hReadSemaphore;
//读者信号
HANDLEg_hWriteSemaphore;
//写者信号
boolfinished=false;
//所有的读完成
//boolwfinished=false;
//所有的写完成
voidCreatePersonList(int*pPersonList);
boolCreateReader(intStartTime,intWorkTime,intID);
boolCreateWriter(intStartTime,intWorkTime,intID);
DWORDWINAPIReaderProc(LPVOIDlpParam);
DWORDWINAPIWriterProc(LPVOIDlpParam);
intmain()
g_hReadSemaphore=CreateSemaphore(NULL,1,100,NULL);
//创建信号灯,当前可用的资源数为1,最大为100
g_hWriteSemaphore=CreateSemaphore(NULL,1,100,NULL);
CreatePersonList(g_PersonLists);
//CreateAllthereaderandwriters
printf("
Createdallthereaderandwriter\n...\n"
);
g_CurrentTime=0;
while(true)
{
g_CurrentTime++;
Sleep(300);
//300ms
printf("
CurrentTime=%d\n"
g_CurrentTime);
if(finished)return0;
}
//return0;
}
voidCreatePersonList(int*pPersonLists)
inti=0;
int*pList=pPersonLists;
boolRet;
while(pList[0]!
=END)
switch(pList[1])
caseR:
Ret=CreateReader(pList[2],pList[3],pList[0]);
//351,w452,523,654
break;
caseW:
Ret=CreateWriter(pList[2],pList[3],pList[0]);
if(!
Ret)
CreatePerson%diswrong\n"
pList[0]);
pList+=4;
//movetonextpersonlist
DWORDWINAPIReaderProc(LPVOIDlpParam)//读过程
Person*pPerson=(Person*)lpParam;
//waitforthestarttime
while(g_CurrentTime!
=pPerson->
m_nStartTime)
//读操作还没有到达执行时间,则等待
Reader%disRequesting...\n"
pPerson->
m_nID);
\n\n************************************************\n"
//waitforthewriterequest
/*while(g_NumOfWriteRequest!
=0)
//g_NumOfWriteRequest!
=0表示现在正在写,不能读
}*/
//该语句在写者优先的时候是认为写者优先级高于读者,在有写者的时候读者需//要等候,而在读者优先的时候,不用判断是否存在写者,有读者时即开始读操//作。
WaitForSingleObject(g_hReadSemaphore,INFINITE);
//等待g_hReadSemaphore读信号,即当g_hReadSemaphore有信号时等待结束相当于p操作
if(g_NumOfReading==0)
WaitForSingleObject(g_hWriteSemaphore,INFINITE);
//当第一个读者到了,如果g_hWriteSemaphore信号灯灭了,说明有写者再写,读者必须等待。
即互斥写操作
g_NumOfReading++;
ReleaseSemaphore(g_hReadSemaphore,1,NULL);
//还有读者,但是允许下一个读进程读取,相当于V操作//modifythereader'
srealstarttime
pPerson->
m_nStartTime=g_CurrentTime;
Reader%disReadingtheSharedBuffer...\n"
while(g_CurrentTime<
m_nStartTime+pPerson->
m_nWorkTime)
//..performreadoperations
Reader%disExit...\n"
g_NumOfReading--;
if(g_NumOfReading==0)
ReleaseSemaphore(g_hWriteSemaphore,1,NULL);
//此时没有读者,可以写
if(pPerson->
m_nID==4)finished=true;
//所有的读写完成
ExitThread(0);
return0;
DWORDWINAPIWriterProc(LPVOIDlpParam)
Writer%disRequesting...\n"
//g_NumOfWriteRequest++;
//在写者优先的时候需要用自加来初始信号值,而在读者优先的时是通过读者操作来控制信号值
//modifythewriter'
Writer%disWrittingtheSharedBuffer...\n"
//..performwriteoperations
Writer%disExit...\n"
//g_NumOfWriteRequest--;
ReleaseSemaphore(g_hWriteSemaphore,1,NULL);
if(pPerson->
//所有的读写完成
ExitThread(0);
return0;
boolCreateReader(intStartTime,intWorkTime,intID)
DWORDdwThreadID;
if(g_NumPerson>
=MAX_PERSON)
returnfalse;
Person*pPerson=&
g_Persons[g_NumPerson];
m_nID=ID;
m_nStartTime=StartTime;
m_nWorkTime=WorkTime;
m_nType=READER;
g_NumPerson++;
//CreateanNewThread
m_hThread=CreateThread(NULL,0,ReaderProc,(LPVOID)pPerson,0,&
dwThreadID);
m_hThread==NULL)
returntrue;
boolCreateWriter(intStartTime,intWorkTime,intID)
m_nType=WRITER;
m_hThread=CreateThread(NULL,0,WriterProc,(LPVOID)pPerson,0,&
五、实验结果
测试数据文件格式
测试数据文件包括n行测试数据,分别描述创建的n个线程是读者还是写者,以及读写
操作的开始时间和持续时间。
每行测试数据包括四个字段,各字段间用空格分隔。
第一字段
为一个正整数,表示线程序号。
第二字段表示相应线程角色,R表示读者是,W表示写者。
第三字段为一个正数,表示读写操作的开始时间。
线程创建后,延时相应时间(单位为秒)
后发出对共享资源的读写申请。
第四字段为一个正数,表示读写操作的持续时间。
当线程读
写申请成功后,开始对共享资源的读写操作,该操作持续相应时间后结束,并释放共享资源。
下面是一个测试数据文件的例子:
1,W,3,5,
试验结果如下图:
六、结果分析和讨论
在读者写者同时在队列中等待申请资时,读者优先调用资源。
而且如果一个读者申请进行读操作时已有另一读者正在进行读操作,则该读者可直接开始读操作,即读读允许。
进程1是W操作,在时间3时进入队列,运行时间是5,在它进入时没有进程占用资源,它既占用资源;
知道它释放资源,等候的进程有3,4,5;
进程2是R操作,在时间16时进入队列,运行时间是5,在它进入时进程4占用资源,它等待资源,当4释放时占用资源;
进程3是R操作,在时间5时进入队列,运行时间是2,在它进入时进程1占用资源,它等待资源,当进程1释放资源后,由于读者优先,进程3,5同时调运资源;
进程4是W操作,在时间6时进入队列,运行时间是5,在它进入时进程1占用资源,它等待资源,当进程1释放资源后,由于读者优先,进程3,5占用资源,它依然等待,直到进程3,5都结束;
进程5是R操作,在时间4时进入队列,运行时间是3,在它进入时进程1占用资源,它等待资源,当进程1释放资源后,由于读者优先,进程3,5同时调运资源;
进程6是R操作,在时间17时进入队列,运行时间是7,在它进入时进程2占用资源,它等待进程2释放后最后调用资源。
七、收获感想和体会
经过读者写者问题的编写,我对同步机构应用有了深入的了解。
懂得了运用信号量实现进程间的互斥。
实现了不让共享资源同时修改。
用信号量上的原语操作使临界段问题的解决比较简单明了了。
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- 关 键 词:
- 读者 问题