操作系统——读者-写者问题的解决方法

操作系统——读者-写者问题的解决⽅法
问题描述
不允许Write进程和Read进程或其他Write进程同时访问⽂件，Read进程可以和其他Read进程同时访问。

分为三种类型。

读者优先
要求：
1.多个读者可以同时访问⽂件
2.同⼀时间只允许⼀个写者访问⽂件
3.读者和写者进程互斥
解决⽅法：
⽤⼀个readcounter记录是第⼏个读者在读，如果是第⼀个读者，则不能让写者写，需要⼀个锁。

因为readcounter是临界资源，也需要⼀个互斥量。

semaphore rc_mutex = 1, wmutex = 1;
readcounter = 0;
void writer{
do{
wait(wmutex);
//write
signal(wmutex);
}while(TRUE);
}
void reader{
do{
wait(rc_mutex);
if(readcounter == 0) wait(wmutex);
readcounter ++;
signal(rc_mutex);
// read
wait(rc_mutex);
readcounter --;
if(!readcounter) signal(wmutex);
signal(rc_mutex);
}while(TRUE);
}
写者优先
要求：
1.读者写者互斥
2.写者读者同时等待时，所有等待的写者优先，等所有写者结束后，读者才能读
3.没有写者时，读者能同时读
4.写者到来时，不会终⽌已经进⾏的读者操作
解决⽅法：
semaphore wc_mutex = 1, prior = 1; //写者计数器，优先信号量readcounter = 0, writercounter = 0;
void writer{
do{
wait(wc_mutex); //申请更改wc的权限
if(writercounter == 0) //如果是第⼀个写者，就申请优先权限
wait(prior);
writercounter ++;
signal(wc_mutex);
wait(wmutex);
//write
signal(wmutex);
wait(wc_mutex);
writercounter --;
if(!writercounter)
signal(prior); //当最后⼀个写者操作完成后，释放优先级权限 signal(wc_mutex);
}while(TRUE);
}
void reader{
do{
wait(prior); //先申请优先级权限，如果前⾯还有写者就等待
wait(rc_mutex);
if(readcounter == 0) wait(wmutex);
readcounter ++;
signal(rc_mutex);
signal(prior); //释放优先级权限
// read
wait(rc_mutex);
readcounter --;
if(!readcounter) signal(wmutex);
signal(rc_mutex);
}while(TRUE);
}
读写均等
semaphore prior = 1; //读者和写者都等待在⼀个队列上，实现读写均等readcounter = 0, writercounter = 0;
void writer{
do{
wait(prior);
wait(wmutex);
//write
signal(wmutex);
signal(prior);
}while(TRUE);
}
void reader{
do{
wait(prior);
wait(rc_mutex);
if(readcounter == 0) wait(wmutex);
readcounter ++;
signal(rc_mutex);
signal(prior);
//read
wait(rc_mutex);
readcounter --;
if(!readcounter) signal(wmutex);
signal(rc_mutex);
}while(TRUE);
}
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