操作系统课程设计读者写者问题
操作系统课程设计报告——读者写者问题
操作系统课程设计课题：读者写者问题姓名：赫前进班级：1020552学号102055211指导教师：叶瑶提交时间：2012/12/30（一）实验目的1.进一步理解“临界资源”的概念；2.把握在多个进程并发执行过程中对临界资源访问时的必要约束条件；3.理解操作系统原理中“互斥”和“同步”的涵义。
（二）实验内容利用程序设计语言编程，模拟并发执行进程的同步与互斥（要求：进程数目不少于3 个）。
（三）、程序分析读者写者问题的定义如下：有一个许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间；有一些只读取这个数据区的进程（Reader）和一些只往数据区写数据的进程(Writer)，此外还需要满足以下条件：（1）任意多个读进程可以同时读这个文件；（2）一次只有一个写进程可以往文件中写；（3）如果一个写进程正在进行操作，禁止任何读进程度文件。
实验要求用信号量来实现读者写者问题的调度算法。
实验提供了signal类，该类通过P( )、V( )两个方法实现了P、V原语的功能。
实验的任务是修改Creat_Writer()添加写者进程，Creat_Reader()创建读者进程。
Reader_goon()读者进程运行函数。
读优先：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。
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。
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。
在Windows 7 环境下，创建一个控制台进程，此进程包含n 个线程。
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（格式见下）的要求进行读写操作。
操作系统课程设计报告——读者写者问题
操作系统课程设计课题：读者写者问题******班级：1020552学号*********指导教师：***提交时间：2012/12/30（一）实验目的1.进一步理解“临界资源”的概念；2.把握在多个进程并发执行过程中对临界资源访问时的必要约束条件；3.理解操作系统原理中“互斥”和“同步”的涵义。
（二）实验内容利用程序设计语言编程，模拟并发执行进程的同步与互斥（要求：进程数目不少于3 个）。
（三）、程序分析读者写者问题的定义如下：有一个许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间；有一些只读取这个数据区的进程（Reader）和一些只往数据区写数据的进程(Writer)，此外还需要满足以下条件：（1）任意多个读进程可以同时读这个文件；（2）一次只有一个写进程可以往文件中写；（3）如果一个写进程正在进行操作，禁止任何读进程度文件。
实验要求用信号量来实现读者写者问题的调度算法。
实验提供了signal类，该类通过P( )、V( )两个方法实现了P、V原语的功能。
实验的任务是修改Creat_Writer()添加写者进程，Creat_Reader()创建读者进程。
Reader_goon()读者进程运行函数。
读优先：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。
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。
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。
在Windows 7 环境下，创建一个控制台进程，此进程包含n 个线程。
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（格式见下）的要求进行读写操作。
操作系统课程设计--读者-写者问题
操作系统课程设计报告一、操作系统课程设计任务书读者-写者问题实现1设计目的通过实现经典的读者写者问题，巩固对线程及其同步机制的学习效果，加深对相关基本概念的理解，并学习如何将基本原理和实际设计有机的结合。
2设计要求在Windows 2000/XP环境下，使用多线程和信号量机制实现经典的读者写者问题，每个线程代表一个读者或一个写者。
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，即不能有两个写者同时进行写操作(2)读-写互斥，即不能同时有一个读者在读，同时却有一个写者在写(3)读-读允许，即可以有二个以上的读者同时读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。
3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 r 3 52 w 4 53 r 5 24 r 6 55 w 5.1 34相关API函数CreateThread()在调用进程的地址空间上创建一个线程ExitThread()用于结束当前线程Sleep()可在指定的时间内挂起当前线程CreateMutex()创建一个互斥对象，返回对象句柄OpenMutex()打开并返回一个已存在的互斥对象句柄，用于后续访问ReleaseMutex()释放对互斥对象的占用，使之成为可用WaitForSingleObject()可在指定的时间内等待指定对象为可用状态InitializeCriticalSection()初始化临界区对象EnterCriticalSection()等待指定临界区对象的所有权LeaveCriticalSection()释放指定临界区对象的所有权文件系统的设计通过对文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。
(完整word版)操作系统课程设计-读者写者问题
操作系统课程设计报告一、开题报告（一）该项课程设计的意义；1.更加深入的了解读者写者问题的算法；2.加深对线程，进程的理解；3.加深对“线程同步”概念的理解，理解并应用“信号量机制”；4.熟悉计算机对处理机的管理，了解临界资源的访问方式；5.了解C++中线程的实现方式，研读API。
（二）课程设计的任务多进程/线程编程：读者-写者问题。
●设置两类进程/线程，一类为读者，一类为写者；●随机启动读者或写者；●显示读者或写者执行状态；●随着进程/线程的执行，更新显示；（三）相关原理及算法描述；整体概况：该程序从大体上来分只有两个模块,即“读者优先”和“写者优先”模块.读者优先：如果没有写者正在操作，则读者不需要等待，用一个整型变量readcount记录读者数目，用于确定是否释放读者线程，readcount的初值为0.当线程开始调入时.每个读者准备读. 等待互斥信号,保证对readcount 的访问,修改互斥.即readcount++.而当读者线程进行读操作时,则读者数目减少(readcount--).当readcout=0 时，说明所有的读者都已经读完，离开临界区唤醒写者(LeaveCriticalSection(&RP_Write);), 释放互斥信号(ReleaseMutex(h_Mutex)).还需要一个互斥对象mutex来实现对全局变量Read_count修改时的互斥. 另外，为了实现写-写互斥，需要增加一个临界区对象Write。
当写者发出写请求时，必须申请临界区对象的所有权。
通过这种方法，可以实现读-写互斥，当Read_count=1时（即第一个读者到来时），读者线程也必须申请临界区对象的所有权写者优先：写者优先与读者不同之处在于一旦一个写者到来，它应该尽快对文件进行写操作，如果有一个写者在等待，则新到来的读者不允许进行读操作。
为此应当填加一个整形变量write_count，用于记录正在等待的写者的数目，write_count的初值为0.当线程开始调入时.只允许一个写者准备读. 等待互斥信号,保证对write_count的访问,修改互斥.即write_count++.而当写者线程进行读操作时,则相应写者数目减少(write_count--).当write_count=0 时，说明所有的读者都已经读完，离开临界区唤醒读者,释放互斥信号.为了实现写者优先，应当填加一个临界区对象read，当有写者在写文件或等待时，读者必须阻塞在read上。
读者-写者问题解答计算机操作系统实验报告指导资料
2.读者—写者问题读者—写者问题（Readers-Writers problem）也是一个经典的并发程序设计问题，是经常出现的一种同步问题。
计算机系统中的数据（文件、记录）常被多个进程共享，但其中某些进程可能只要求读数据（称为读者Reader）；另一些进程则要求修改数据（称为写者Writer）。
就共享数据而言，Reader和Writer是两组并发进程共享一组数据区，要求：（1）允许多个读者同时执行读操作；（2）不允许读者、写者同时操作；（3）不允许多个写者同时操作。
Reader和Writer的同步问题分为读者优先、弱写者优先（公平竞争）和强写者优先三种情况，它们的处理方式不同。
（1）读者优先。
对于读者优先，应满足下列条件：如果新读者到：①无读者、写者，新读者可以读；②有写者等待，但有其它读者正在读，则新读者也可以读；③有写者写，新读者等待。
如果新写者到：①无读者，新写者可以写；②有读者，新写者等待；③有其它写者，新写者等待。
单纯使用信号量不能解决读者与写者问题，必须引入计数器rc 对读进程计数；rc_mutex 是用于对计数器rc 操作的互斥信号量；write表示是否允许写的信号量；于是读者优先的程序设计如下：int rc=0; //用于记录当前的读者数量semaphore rc_mutex=1; //用于对共享变量rc 操作的互斥信号量semaphore write=1; //用于保证读者和写者互斥地访问的信号量void reader() /*读者进程*/do{P(rc_mutex); //开始对rc共享变量进行互斥访问rc ++; //来了一个读进程，读进程数加1if (rc==1) P(write)；//如是第一个读进程，判断是否有写进程在临界区，//若有，读进程等待，若无，阻塞写进程V(rc_mutex); //结束对rc共享变量的互斥访问读文件；P(rc_mutex); //开始对rc共享变量的互斥访问r c--; //一个读进程读完，读进程数减1if (rc == 0) V(write)；//最后一个离开临界区的读进程需要判断是否有写进程//需要进入临界区，若有，唤醒一个写进程进临界区V(rc_mutex); //结束对rc共享变量的互斥访问} while(1)void writer() /*写者进程*/do{P(write); //无读进程，进入写进程；若有读进程，写进程等待写文件;V(write); //写进程完成；判断是否有读进程需要进入临界区，//若有，唤醒一个读进程进临界区} while(1)读者优先的设计思想是读进程只要看到有其它读进程正在读，就可以继续进行读；写进程必须等待所有读进程都不读时才能写，即使写进程可能比一些读进程更早提出申请。
课程设计读者写者问题
课程设计读者写者问题一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握读者写者问题的基本概念和相关原理；技能目标要求学生能够运用所学知识解决实际问题，如设计并发控制算法；情感态度价值观目标要求学生培养团队合作意识，提高解决复杂问题的信心。
教学目标的具体、可衡量性体现在：学生能够准确地描述读者写者问题的定义和特点；能够运用基本的并发控制算法解决读者写者问题；在团队项目中，能够有效地协作，共同完成任务。
二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括读者写者问题的基本概念、并发控制算法及其应用。
教学大纲按照以下顺序安排：1.读者写者问题的定义、特点及分类；2.基本并发控制算法：锁、信号量、管程等；3.读者写者问题的解决方案及评价；4.实际应用案例分析。
教材选用《计算机操作系统》一书，章节安排与教学大纲相对应。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要包括：1.讲授法：讲解基本概念、原理和算法；2.讨论法：分组讨论解决方案，促进学生思考；3.案例分析法：分析实际应用案例，提高学生解决实际问题的能力；4.实验法：动手实现并发控制算法，培养实际操作能力。
四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材《计算机操作系统》提供理论知识；参考书补充拓展相关内容；多媒体资料生动展示原理和算法；实验设备支持学生动手实践。
教学资源的选择和准备旨在支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，提高学习效果。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面反映学生的学习成果。
平时表现主要评估学生在课堂讨论、提问等方面的参与度；作业分为课后练习和实验报告，评估学生对知识的掌握和实际操作能力；考试则评估学生对课程知识的全面理解。
评估方式力求客观、公正，确保学生在各个方面的努力和进步都能得到合理的评价。
评估结果将作为学生课程成绩的重要组成部分，以激发学生的学习积极性。
操作系统课程设计 (4)
设计1 题目进程同步（读者-写者问题）一、问题描述与分析一个数据文件或记录，可被多个进程共享，我们把只要求读该文件的进程称为“Reader”进程，其他进程则称为“Writer进程”允许多个进程同时读一个共享对象，因为读操作不会使数据文件混乱。
但不允许一个Writer进程和其他Reader进程或Writer进程同时访问将会引起混乱。
所谓读者写者问题，是指保证一个writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题。
读者写者问题可以这样的描述，有一群写者和一群读者，写者在写同一本书，读者也在读这本书，多个读者可以同时读这本书，但是，只能有一个写者在写书，并且，读者必写者优先，也就是说，读者和写者同时提出请求时，读者优先。
当读者提出请求时需要有一个互斥操作，另外，需要有一个信号量S 来当前是否可操作。
二、设计要求和目的1.设计要求通过解决读者写者问题实现进程同步。
即（1）实现写-写互斥，（2）读-写互斥（3）读-读允许（4）写者优先2. 设计目的（l）.用信号量来实现读者写者问题，掌握进程同步机制及其实现机理。
（2）.理解和运用信号量、PV原语、进程间的同步互斥关系等基本知识。
三、背景知识1.参考操作系统课本中关于进程同步这方面的知识以及结合老师上课的讲解，仔细研究利用信号量实现读写者问题。
读者写者问题的定义如下：有一个许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间；有一些只读取这个数据区的进程（Reader）和一些只往数据区写数据的进程(Writer)，此外还需要满足以下条件：（1）任意多个读进程可以同时读这个文件；（2）一次只有一个写进程可以往文件中写；（3）如果一个写进程正在进行操作，禁止任何读进程度文件。
我们需要分两种情况实现该问题：读优先：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。
读者-写者问题解答
2.读者—写者问题读者—写者问题（Readers-Writers problem）也是一个经典的并发程序设计问题，是经常出现的一种同步问题。
计算机系统中的数据（文件、记录）常被多个进程共享，但其中某些进程可能只要求读数据（称为读者Reader）；另一些进程则要求修改数据（称为写者Writer）。
就共享数据而言，Reader和Writer是两组并发进程共享一组数据区，要求：（1）允许多个读者同时执行读操作；（2）不允许读者、写者同时操作；（3）不允许多个写者同时操作。
Reader和Writer的同步问题分为读者优先、弱写者优先（公平竞争）和强写者优先三种情况，它们的处理方式不同。
（1）读者优先。
对于读者优先，应满足下列条件：如果新读者到：①无读者、写者，新读者可以读；②有写者等待，但有其它读者正在读，则新读者也可以读；③有写者写，新读者等待。
如果新写者到：①无读者，新写者可以写；②有读者，新写者等待；③有其它写者，新写者等待。
单纯使用信号量不能解决读者与写者问题，必须引入计数器rc 对读进程计数；rc_mutex 是用于对计数器rc 操作的互斥信号量；write表示是否允许写的信号量；于是读者优先的程序设计如下：int rc=0; //用于记录当前的读者数量semaphore rc_mutex=1; //用于对共享变量rc 操作的互斥信号量semaphore write=1; //用于保证读者和写者互斥地访问的信号量void reader() /*读者进程*/do{P(rc_mutex); //开始对rc共享变量进行互斥访问rc ++; //来了一个读进程，读进程数加1if (rc==1) P(write)；//如是第一个读进程，判断是否有写进程在临界区，//若有，读进程等待，若无，阻塞写进程V(rc_mutex); //结束对rc共享变量的互斥访问读文件；P(rc_mutex); //开始对rc共享变量的互斥访问r c--; //一个读进程读完，读进程数减1if (rc == 0) V(write)；//最后一个离开临界区的读进程需要判断是否有写进程//需要进入临界区，若有，唤醒一个写进程进临界区V(rc_mutex); //结束对rc共享变量的互斥访问} while(1)void writer() /*写者进程*/do{P(write); //无读进程，进入写进程；若有读进程，写进程等待写文件;V(write); //写进程完成；判断是否有读进程需要进入临界区，//若有，唤醒一个读进程进临界区} while(1)读者优先的设计思想是读进程只要看到有其它读进程正在读，就可以继续进行读；写进程必须等待所有读进程都不读时才能写，即使写进程可能比一些读进程更早提出申请。
操作系统读者写者问题报告
操作系统读者写者问题报告
读者写者问题是一种典型的操作系统同步问题，其描述如下：有多个读者和写者同时访问共享资源，读者可以同时访问共享资源，但写者必须独占式的访问共享资源，即任何时刻只能有一个写者访问共享资源，且在写者访问共享资源的期间，任何读者都不得访问共享资源。
此外，读者在访问共享资源时不会修改共享资源，而写者则会对共享资源进行修改。
如何实现读者写者问题呢？简单来说，可以使用信号量机制来解决这个问题。
具体来说，可以使用两个信号量RdMutex和WrMutex，RdMutex用于锁定读者，在读者访问共享资源时，需要申请RdMutex信号量，如果有写者在访问共享资源，则RdMutex会阻止读者访问共享资源；而当最后一个读者结束访问共享资源时，需要释放RdMutex信号量，以便让其他等待的读者访问共享资源。
类似地，WrMutex用于锁定写者，在写者访问共享资源时，需要申请WrMutex信号量，如果有其他读者或者写者在访问共享资源，则WrMutex会阻止写者访问共享
资源；而当写者访问共享资源结束时，需要释放WrMutex信号量，以便让其他等待的写者访问共享资源。
除了信号量机制之外，还可以使用其他同步机制来解决读者写者问题，比如互斥量、条件变量等。
同时，操作系统还可以采用优化策略，比如写优先、读写优先等，来提高读写效率。
总之，读者写者问题是操作系统同步问题中的一个经典问题，其实现方式需要考虑多方面的因素，包括并发访问、同步机制、优化策略等，需要经过深入思考和有效实践才能得到较好的解决方案。
读者写者问题写者优先参考答案完整版
读者写者问题写者优先参考答案HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】【写者优先】在读者、写者问题中，如果总有读者进程进行读操作，会造成写者进程永远都不能进行写操作（读者优先），即所谓的写者饿死现象。
给出读者、写者问题的另一个解决方案：即保证当有一个写者进程想写时，不允许读者进程再进入，直到写者写完为止，即写者优先。
让我们先回顾读者写者问题[1]：一个数据对象若被多个并发进程所共享，且其中一些进程只要求读该数据对象的内容，而另一些进程则要求写操作，对此，我们把只想读的进程称为“读者”，而把要求写的进程称为“写者”。
在读者、写者问题中，任何时刻要求“写者”最多只允许有一个执行，而“读者”则允许有多个同时执行。
因为多个“读者”的行为互不干扰，他们只是读数据，而不会改变数据对象的内容，而“写者”则不同，他们要改变数据对象的内容，如果他们同时操作，则数据对象的内容将会变得不可知。
所以对共享资源的读写操作的限制条件是：允许任意多的读进程同时读；一次只允许一个写进程进行写操作；如果有一个写进程正在进行写操作，禁止任何读进程进行读操作。
为了解决该问题，我们只需解决“写者与写者”和“写者与第一个读者”的互斥问题即可，为此我们引入一个互斥信号量Wmutex，为了记录谁是第一个读者，我们用一个共享整型变量Rcount 作一个计数器。
而在解决问题的过程中，由于我们使用了共享变量Rcount，该变量又是一个临界资源，对于它的访问仍需要互斥进行，所以需要一个互斥信号量Rmutex，算法如下：}}现在回到【写者优先】优先问题【写者优先】在读者、写者问题中，如果总有读者进程进行读操作，会造成写者进程永远都不能进行写操作（读者优先），即所谓的写者饿死现象。
给出读者、写者问题的另一个解决方案：即保证当有一个写者进程想写时，不允许读者进程再进入，直到写者写完为止，即写者优先。
读者-写者问题解答
2.读者—写者问题读者—写者问题（Readers-Writers problem）也是一个经典的并发程序设计问题，是经常出现的一种同步问题。
计算机系统中的数据（文件、记录）常被多个进程共享，但其中某些进程可能只要求读数据（称为读者Reader）；另一些进程则要求修改数据（称为写者Writer）。
就共享数据而言，Reader和Writer是两组并发进程共享一组数据区，要求：（1）允许多个读者同时执行读操作；（2）不允许读者、写者同时操作；（3）不允许多个写者同时操作。
Reader和Writer的同步问题分为读者优先、弱写者优先（公平竞争）和强写者优先三种情况，它们的处理方式不同。
（1）读者优先。
对于读者优先，应满足下列条件：如果新读者到：①无读者、写者，新读者可以读；②有写者等待，但有其它读者正在读，则新读者也可以读；③有写者写，新读者等待。
如果新写者到：①无读者，新写者可以写；②有读者，新写者等待；③有其它写者，新写者等待。
单纯使用信号量不能解决读者与写者问题，必须引入计数器rc 对读进程计数；rc_mutex 是用于对计数器rc 操作的互斥信号量；write表示是否允许写的信号量；于是读者优先的程序设计如下：int rc=0; //用于记录当前的读者数量semaphore rc_mutex=1; //用于对共享变量rc 操作的互斥信号量semaphore write=1; //用于保证读者和写者互斥地访问的信号量void reader() /*读者进程*/do{P(rc_mutex); //开始对rc共享变量进行互斥访问rc ++; //来了一个读进程，读进程数加1if (rc==1) P(write)；//如是第一个读进程，判断是否有写进程在临界区，//若有，读进程等待，若无，阻塞写进程V(rc_mutex); //结束对rc共享变量的互斥访问读文件；P(rc_mutex); //开始对rc共享变量的互斥访问r c--; //一个读进程读完，读进程数减1if (rc == 0) V(write)；//最后一个离开临界区的读进程需要判断是否有写进程//需要进入临界区，若有，唤醒一个写进程进临界区V(rc_mutex); //结束对rc共享变量的互斥访问} while(1)void writer() /*写者进程*/do{P(write); //无读进程，进入写进程；若有读进程，写进程等待写文件;V(write); //写进程完成；判断是否有读进程需要进入临界区，//若有，唤醒一个读进程进临界区} while(1)读者优先的设计思想是读进程只要看到有其它读进程正在读，就可以继续进行读；写进程必须等待所有读进程都不读时才能写，即使写进程可能比一些读进程更早提出申请。
操作系统原理课程设计读者-写者问题的实现
*******************实践教学*******************计算机与通信学院2012年秋季学期操作系统原理课程设计题目：读者-写者问题的实现专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：目录摘要 (2)1．设计思想 (3)2．各模块的伪码算法 (4)3. 函数关系调用图 (6)4．程序测试结果 (7)设计总结 (10)参考文献 (11)致谢 (12)摘要本设计的读者写者问题，是指一些进程共享一个数据区。
数据区可以使一个文件、一块内存空间或者一组寄存器。
Reader进程只能读数据区中的数据，而writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题。
读者写者问题可以这样的描述, 有一群写者和一群读者, 写者在写同一本书, 读者也在读这本书, 多个读者可以同时读这本书。
但是,只能有一个写者在写书, 并且,读者必写者优先,也就是说，读者和写者同时提出请求时,读者优先。
当读者提出请求时需要有一个互斥操作, 另外, 需要有一个信号量S来确定当前是否可操作。
本设计方案就是通过利用记录型信号量对读者写者问题的解决过程进行模拟演示，形象地阐述记录型信号量机制的工作原理。
关键词：共享对象，互斥，同步，信号量1．设计思想本设计借助C语言实现进程同步和互斥的经典问题--读者写者问题，用高级语言编写和调试一个进程同步程序，以加深对进程同步机制的理解。
通过用C 语言模拟进程同步实现，加深理解有关进程同步和互斥机制的概念及P、V操作的应用。
学生通过该题目的设计过程，掌握读者、写者问题的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。
在 Windows环境下,创建一个包含n个线程的控制台进程。
用这n个线每个线程按相应测试数据文件的要求，进行读写操作。
程来表示 n 个读者或写者。
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。
将所有的读者和所有的写者分别放进两个等待队列中，当读允许时就让读者队列释放一个或多个读者,当写允许时，释放第一个写者操作。
操作系统之读者与写者问题(C++)
printf("第%d位读者正在读。。。\n", myid);
Sleep(2000);//模拟读操作
printf("第%d位读者已完成\n", myid);
WaitForSingleObject(rc_mutex, INFINITE);//对rc互斥访问
ReleaseMutex函数的功能是释放互斥对象的控制权，可以理解为使一个特定的内核对象变为已通知状态。
4.测试及实验结果
4.1 实验结果
图4-1 第一次运行结果图
图4-2 第二次运行结果图
4.2 结果分析
根据图4-1的运行结果来分析，当第二位读者和第二位写者同时存在时，先运行的是写者进程，只有当写者进程完成操作后才能进行读者进程，根据图4-2的运行结果来分析，第一位读者进入后需等第四位写者完成写操作后才能开始读操作。总得来看，该程序得读者与写者得优先级其实是一样的，谁先创建的就谁先运行，但必须等上一个进程完成后才能运行下一个进程。
6.参考文献
[1]张玉生、刘炎、张亚红. C语言程序设计[M].上海交通大学出版社，2004
[2]陆丽娜.计算机操作系统[M].高等教育出版社. 2015.8
[3]李春葆.数据结构教程[M].清华大学出版社，2004
[4].陈向群，向勇等. Windows操作系统原理(第二版) [M]. 机械工业出版社，2004
rc -= 1;//读者数减1
if (rc == 0)
ReleaseMutex(w);//释放写互斥信号量
ReleaseMutex(rc_mutex);//释放互斥信号量rc_mutex
return 1;
操作系统OS报告读者与写者问题(进程同步问题)
目录一、课程设计目的及要求 (1)二、相关知识 (1)三、题目分析 (2)四、概要设计 (4)五、代码及流程 (5)六、运行结果 (11)七、设计心得 (12)八、参考文献 (12)一、课程设计目的及要求读者与写者问题（进程同步问题）用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；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。
二、相关知识Windows API：在本实验中涉及的API 有：1线程控制：CreateThread 完成线程创建，在调用进程的地址空间上创建一个线程，以执行指定的函数；它的返回值为所创建线程的句柄。
HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SDDWORD dwStackSize, // initial stack sizeLPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // threadfunctionLPVOID lpParameter, // thread argumentDWORD dwCreationFlags, // creation optionLPDWORD lpThreadId // thread identifier);2 ExitThread 用于结束当前线程。
VOID ExitThread(DWORD dwExitCode // exit code for this thread);3Sleep 可在指定的时间内挂起当前线程。
VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds // sleep time);4信号量控制：WaitForSingleObject可在指定的时间内等待指定对象为可用状态；DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, // handle to objectDWORD dwMilliseconds // time-out interval);hHandle为等待的对象，也就是实现同步或者互斥的对象。
操作系统实验 读者写者问题
《计算机操作系统》实验报告题目读者写者问题学院（部）信息学院专业计算机科学与技术班级学生姓名学号指导教师（签字）一、问题描述一个数据文件或者记录，可以被多个进程共享，我们把只要求读该文件的进程称为“Reader进程”，其他进程则称为“Writer进程”。
允许多个进程同时读一个共享对象，因为读操作不会是数据文件混乱。
但不允许一个Writer进程和其他Reader进程或者Writer进程同时访问共享对象，因为这种访问将会引起混乱。
所谓“读者——写着问题（Reader—Writer Problem）”是指保证一个Writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题二、解决问题为实现Reader与Writer进程间在读或写是的互斥而设置了一个互斥的信号量Wmutex。
另外，在设置一个整型变量Readcount表示正在读的进程数目。
由于只要有一个Reader进程在读，便不允许Writer去写。
因此，仅当Readercount=0时，表示尚无Reader进程在读时，Reader进程才需要进行Wait（wmutex）操作。
若Wait（Wmutex）操作成功，Reader进程便可去读，相应地，做Readcount+1操作。
同理，仅当Reader进程在执行了Readercount-1操作后其值为0时，才执行Signal（Wmutex）操作，以便让Writer进程写。
又因为Readercount是一个可被多个Reader进程访问的临界资源，因此也应该为它设置一个互斥信号量rmutex。
三、代码实现1、读者优先#include<iostream>#include<Windows.h>using namespace std;CRITICAL_SECTION rmutex,wmutex;int wr;int readernum;DWORD WINAPI reader(LPVOID IpParamter){cout<<"读者申请\n";wr++;EnterCriticalSection(&rmutex);if(readernum==0)EnterCriticalSection(&wmutex);readernum++;cout<<"读者进入成功正在读取\n";LeaveCriticalSection(&rmutex);Sleep(2000);EnterCriticalSection(&rmutex);readernum--;cout<<"读者退出\n";wr--;if(readernum==0)LeaveCriticalSection(&wmutex);LeaveCriticalSection(&rmutex);return 0;}DWORD WINAPI writer(LPVOID PM){cout<<"写者申请\n";while(wr!=0){}EnterCriticalSection(&wmutex);cout<<"写者已进入正在写入\n";Sleep(500);cout<<"写者退出\n";LeaveCriticalSection(&wmutex);return 0;}int main(){readernum=0;wr=0;InitializeCriticalSection(&rmutex);InitializeCriticalSection(&wmutex);HANDLE hr[5];//定义读者线程HANDLE hw[5];//定义写者线程//int thnum;int drn=0; //输入的读者个数int dwn=0; //输入的写者个数cout<<"输入读者写者线程1代表读者2代表写者0代表结束"<<endl;int th[10];int num=0;cin>>th[num];while(th[num]){if(th[num]==1){drn++;}if(th[num]==2){dwn++;}num++;cin>>th[num];}int hr1=0,hw1=0;for(int j=0;j!=num;j++){if(th[j]==1){hr[hr1]=CreateThread(NULL,0,reader,NULL,0,NULL);hr1++;}if(th[j]==2){hw[hw1]=CreateThread(NULL,0,writer,NULL,0,NULL);hw1++;}}WaitForMultipleObjects(drn, hr, TRUE, INFINITE);WaitForMultipleObjects(dwn, hw, TRUE, INFINITE);for(int i=0;i!=drn;i++){CloseHandle(hr[i]);}for(int i=0;i!=dwn;i++){CloseHandle(hw[i]);}DeleteCriticalSection(&rmutex);DeleteCriticalSection(&wmutex);return 0;}2、写者优先#include<iostream>#include<Windows.h>using namespace std;CRITICAL_SECTION rmutex,wmutex;int ww;int readernum;DWORD WINAPI reader(LPVOID IpParamter){cout<<"读者申请\n";while(ww!=0){}EnterCriticalSection(&rmutex);if(readernum==0){EnterCriticalSection(&wmutex);}cout<<"读者进入成功正在读取\n";readernum++;LeaveCriticalSection(&rmutex);Sleep(2000);EnterCriticalSection(&rmutex);readernum--;if(readernum==0)LeaveCriticalSection(&wmutex);cout<<"读者退出\n";LeaveCriticalSection(&rmutex);return 0;}DWORD WINAPI writer(LPVOID PM){ww++;cout<<"写者申请\n";EnterCriticalSection(&wmutex);cout<<"写者已进入正在写入\n";Sleep(1000);cout<<"写者退出\n";ww--;LeaveCriticalSection(&wmutex);return 0;}int main(){readernum=0;ww=0;InitializeCriticalSection(&rmutex);InitializeCriticalSection(&wmutex);HANDLE hr[5];//定义读者线程HANDLE hw[5];//定义写者线程int drn=0; //输入的读者个数int dwn=0; //输入的写者个数cout<<"输入读者写者线程1代表读者2代表写者0代表结束"<<endl;int th[10];int num=0;cin>>th[num];while(th[num]){if(th[num]==1){drn++;}if(th[num]==2){dwn++;}num++;cin>>th[num];}int hr1=0,hw1=0;for(int j=0;j!=num;j++){if(th[j]==1){hr[hr1]=CreateThread(NULL,0,reader,NULL,0,NULL);Sleep(10);hr1++;}if(th[j]==2){hw[hw1]=CreateThread(NULL,0,writer,NULL,0,NULL);Sleep(10);hw1++;}}WaitForMultipleObjects(drn, hr, TRUE, INFINITE);WaitForMultipleObjects(dwn, hw, TRUE, INFINITE);for(int i=0;i!=drn;i++){CloseHandle(hr[i]);}for(int i=0;i!=dwn;i++){CloseHandle(hw[i]);}DeleteCriticalSection(&rmutex);DeleteCriticalSection(&wmutex);return 0;}3、执行结果读者优先在读者优先中先两个读者申请，再一个写者申请，再有两个读者申请。
操作系统-读者写入者问题
一、阅读者写入者问题描述有一个公用的数据集，有很多人需要访问，其中一些需要阅读其中的信息，一些需要修改其中的消息。
阅读者可以同时访问数据集，而写入者只能互斥的访问数据集，不能与任何的进程一起访问数据区。
二、程序运行说明1.本程序主要用于说明阅读者写入者问题中的资源互斥访问的调动策略，并模仿其访问的过程。
采用书上的伪码编制而成，实际上采用的是读优先策略。
2.在本程序中用于表现的图形界面说明：在程序编译运行后会出现中间一个大的圆圈表示公用的资源，上面一排五个矩形表示5个读者，下面的五个矩形表示五个写入者。
每个读者和写入者都有3种状态，休息，等待和操作（读入或者写入）分别用黑颜色，绿颜色，红颜色表示休息，等待和操作。
一旦操作者获得资源，可以进行读或者写，我们就划一条从操作者中心到资源中心的线，表示开始操作。
三、关于阅读者写入者问题的mfc程序分析：A. ReaderAndWriter.c函数说明：B．Mutex.c函数说明：1. DWORD WINAPI ReaderThread (LPVOID pVoid)读者进程：根据前面的资源分配策略，对于读进程，我们初始化设置都是处于休息状态，然后要是资源可读，根据进程到来的快慢，分配资源给读者，是其从休息，等待到读状态，最后释放资源进入休息状态，一直循环。
一旦有一个读者进入临界区，我们就封锁临界区，可以让所用的读者进入，而不让写入者进入，并用一个资源控制readercount，保证每次只有一个进程对变量进行操作。
这样，直到每一个读者都读完，没有一个读者的时候，开始释放临界区，这样写入者就可以进入与读者进行资源的争夺，决定是读还是写。
2. DWORD WINAPI WriterThread (LPVOID pVoid)写入者进程：与读者进程类似，从休息代等待，最后写入，一直循环。
其中只要一个写进程进入临界区，其他的进程就不能进入临界区了，直到写进程释放临界区。
读者写者问题操作系统课程设计
某某大学课程设计报告课程名称：操作系统课程设计设计题目：读者写者问题系别：计算机系专业：计算机科学与技术组别：第四组学生姓名: 某某某学号:起止日期:指导教师:目录1、需求分析课程设计题目课程设计题目：读者写者问题课程任务及要求编写程序实现读者写者算法（读_写互斥,读_读允许,写写互斥）给出解决方案（包括说明设计实现(de)原理,采用(de)数据结构等）画出程序(de)基本结构框图和流程图分析说明每一部分程序(de)(de)设计思路实现源代码按期提交完整(de)程序代码和可执行程序根据要求完成课程设计报告总结课程设计思想读者-写者问题是一个经典(de)并发程序设计问题.有两组并发进程：读者和写者,共享文件F,要求：(1)允许多个读者同时对文件执行读操作；(2)只允许一个写者对文件执行写操作；(3)任何写者在完成写操作之前不允许其他读者或写者工作；(4)写者在执行写操作前,应让已有(de)写者和读者全部退出.单纯使用信号量不能解决此问题,必须引入计数器readcount对读进程记数.为了有效(de)解决读者写者问题,需要引进读者-写者锁,允许多名读者同时以只读(de)方式存取有锁保护(de)对象；或一位写者以写方式存取有锁保护(de)对象.当一名或多名读者上锁后,此时形成读锁,写者将不能访问有锁保护(de)对象；当锁被请求者用于写操作时,形成写锁,其他进程(de)读写操作必须等待.软硬件运行环境及开发工具本课程设计在windows操作系统下,使用java语言完成(de).2、概要设计程序流程图本系统主要有读者和写者两类对象,所以系统主要针对(de)是这两类对象(de)操作.读者类对象(de)流程图如下：图读者类对象写者类对象(de)流程图如下：图写者类对象所用原理并发原理进程(de)并发是指一组进程(de)执行在时间上重叠(de),所谓(de)时间重叠是指一个进程执行第一条指令是在另一个进程执行完最后一条指令之前开始(de).并发(de)实质是处理器在几个进程之间(de)多路复用,并发是对有限物理资源强制行使多用户共享,消除计算机部件之间(de)互等现象,提高系统资源(de)利用率.并发进程可能是无关(de),也可能是交互(de).进程(de)交互必须是有控制(de),否则会出现不正确(de)计算结果.互斥操作原理互斥是指若干进程因互相争夺独占型资源而产生(de)竞争制约关系.并发进程中与共享变量有关(de)程序段称为“临界区”,共享变量所代表(de)资源称为“临界资源”,临界区必须以一种相对于其他进程而言互相排斥(de)方式执行.如果能够保证一个进程在临界区执行时,不让另一个进程进入相同(de)临界区,即各进程对共享变量(de)访问是互斥(de),那么,就不会引发与时间有关(de)错误.而为了正确而有效地使用临界资源,共享变量(de)并发进程应遵守临界区调度(de)三个原则：一次至多有一个进程进入临界区内执行；如果已有进程在临界区中,试图进入临界区(de)其他进程应等待；进入临界区内进程应在有限时间内退出,以便让等待队列中(de)一个进程进入.总结起来有三句话：互斥使用,有空让进；忙则等待,有限等待；择一而入,算法可行.面向对象编程编程原理面向对象是一种新兴(de)程序设计方法,或者说它是一种新(de)程序设计范型,其基本思想是使用对象,类,继承,封装,消息等基本概念来进行程序设计.它是从现实世界中客观存在(de)事物（即对象）出发来构造软件系统,并在系统构造中尽可能运用人类(de)自然思维方式,强调直接以问题域（现实世界）中(de)事物为中心来思考问题,认识问题,并根据这些事物(de)本质特点,把他们抽象地表示为系统中(de)对象,作为系统(de)基本构成单位（而不是用一些与现实世界中(de)事物相关比较远,并且没有对应关系(de)其他概念来构造系统）.这可以使系统直接地映射问题域,保持问题域中事物及其相互关系(de)本来面貌.本课程设计中涉及了两个对象,因此用面向对象(de)语言来编程是适合(de).我们这次用到了Java语言.锁机制原理为了解决读者和写者之间(de)同步互斥问题,在本课程设计中要用到Java中(de)锁机制,这样会给编程带来很大(de)方便.多线程同步(de)实现最终依赖锁机制.我们可以想象某一共享资源是一间屋子,每个人都是一个线程.当A希望进入房间时,他必须获得门锁,一旦A获得门锁,他进去后就立刻将门锁上,于是B,C,D...就不得不在门外等待,直到A释放锁出来后,B,C,D...中(de)某一人抢到了该锁（具体抢法依赖于JVM(de)实现,可以先到先得,也可以随机挑选）,然后进屋又将门锁上.这样,任一时刻最多有一人在屋内（使用共享资源）. Java语言规范内置了对多线程(de)支持.对于Java程序来说,每一个对象实例都有一把“锁”,一旦某个线程获得了该锁,别(de)线程如果希望获得该锁,只能等待这个线程释放锁之后.获得锁(de)方法只有一个,就是synchronized关键字.1．用锁操作原语实现互斥为解决进程互斥进人临界区(de)问题,可为每类临界区设置一把锁,该锁有打开和关闭两种状态,进程执行临界区程序(de)操作按下列步骤进行：①关锁.先检查锁(de)状态,如为关闭状态,则等待其打开；如已打开了,则将其关闭,继续执行步骤②(de)操作.②执行临界区程序.③开锁.将锁打开,退出临界区.2．WAIT,NOTIFY,NOTIFYALL操作原语信号量(de)初值可以由系统根据资源情况和使用需要来确定.在初始条件下信号量(de)指针项可以置为0,表示队列为空.信号量在使用过程中它(de)值是可变(de),但只能由WAIT,SIGNAL操作来改变.设信号量为S,对S(de)WAIT操作记为WAIT（S）,对它(de)SIGNAL操作记为SIGNAL（S）.WAIT（S）：顺序执行以下两个动作：1）信号量(de)值减1,即S=S－1；2）如果S≥0,则该进程继续执行；如果 S＜0,则把该进程(de)状态置为阻塞态,把相应(de)WAITCB连人该信号量队列(de)末尾,并放弃处理机,进行等待（直至其它进程在S上执行SIGNAL操作,把它释放出来为止）.SIGNAL（S）：顺序执行以下两个动作线程(de)原理线程是进程中(de)实体,一个进程可以拥有多个线程,一个线程必须有一个父进程.线程不拥有系统资源,只有运行必须(de)一些数据结构；它与父进程(de)其它线程共享该进程所拥有(de)全部资源.线程可以创建和撤消线程,从而实现程序(de)并发执行.一般,线程具有就绪、阻塞和运行三种基本状态.读者写者问题(de)一般应用读者写者是典型(de)并发程序设计问题,它(de)方法可以普遍用于多线程(de)同步互斥问题,对于共享资源出现(de)问题做出了很好(de)解决,使得事物并发(de)效率更高,类似(de)问题还有生产者-消费者问题,理发师问题等等.3、详细设计本次课程设计采用(de)是java语言编写,所以要用到类,包括读者类和写者类,它们都是继承(de)线程Thread类,在主程序中创建类对象（读者对象和写者对象）,用线程来实现并发读者类对象和写者类对象(de)公共属性包括：private static final int NAP_TIME=5;private int readerCount;private int writerCount;private boolean dbReading;private boolean dbWriting;通过NAP_TIME调整线程随机休息时间通过readercount和writercount来记录读者和写者线程(de)个数通过dbreading和dbwriting来判断读者和写者(de)状态,其中读者是靠判断writercount>0来实现读写互斥(de),同时允许读读同步；而写者是靠判断dbreading=true||dbwriting=true来实现读写互斥和写写互斥(de).读写等待是随机(de),运用(de)是()函数程序代码如下：class Database{/读者写者公用(de)资源Database类/private static final int NAP_TIME=5;private int readerCount; /记录当前(de)读者个数/private int writerCount; /记录当前(de)写者个数/private boolean dbReading; /显示是否有读者在读/private boolean dbWriting; /显示是否有写者在写/public Database() {/构造函数/super();readerCount=0;writerCount=0;dbReading=false;dbWriting=false;Count="+readerCount);return readerCount;}public synchronized void startWriting(){++writerCount;while(dbReading==true||dbWriting==true){/如果有读者在读或者有写者在写,那么写者进行等待/ try{"Writer is waiting");wait();}catch(Exception e){}}dbWriting =true; /有写者在写,则设置写状态为true/}public synchronized void endWriting(){--writerCount;/由于每次只有一个写者在写,所以结束写操作后写者个数一定为0/ dbWriting=false; /没有写者写,则设置写状态为false/"one writer is done writing. Count="+writerCount);notifyAll(); /释放所有等待(de)线程/}}class Reader extends Thread{ /建立读者类/private Database server;private int readerNum;public Reader(int r,Database db) {super();readerNum=r;server=db;}public void run(){while(true){"reader "+readerNum+" is sleeping");();"reader "+readerNum+" wants to read");c=();"reader "+readerNum+" is reading. Count="+c);();c=();"It is reader "+readerNum+" who has done reading according to count="+c);}}}class Writer extends Thread{ /建立写者类/private Database server;private int writerNum;public Writer(int w,Database db) {writerNum=w;server=db;}public void run(){while(true){"Writer "+writerNum+" is sleeping");();"Writer "+writerNum+" wants to write");();"Writer "+writerNum+" is writing");();();"It is Writer "+writerNum+" who has done writing ."); }}}public class DatabaseServer {public DatabaseServer() {}public static void main(String[] args) { Database db=new Database();/建立四个读者对象和两个写者对象/Reader r1=new Reader(1,db);Reader r2=new Reader(2,db);Reader r3=new Reader(3,db);Reader r4=new Reader(4,db);Writer w1=new Writer(1,db);Writer w2=new Writer(2,db);();();();();();();}}4、调试与操作说明由于读写等待是随机(de)所以可能出现多中情况,读写(de)顺序可能会不一样,以下是几种不同(de)运行结果：图读者写者结果一上图中(de)结果说明：按照读者1、读者2、读者3、写者1、读者4、写者2……(de)顺序进入,最终(de)执行结果按写者1、写者2、读者2、4、3、1……(de)顺序进行.图读者写者结果二上图中(de)结果说明：按照读者1、读者3、读者2、写者1……(de)顺序进入,最终(de)执行结果按读者3、读者1、写者2……(de)顺序进行.5、课程设计总结与体会通过集体(de)努力,这次课程设计基本上可以完成功能了,读_写互斥,读_读允许,写写互斥能够实现了,但是还存在一些不足(de)地方,比如不能够实现读者优先或者写者优先,可能出现长时间等待(de)情况,在这次课程设计后,我们会继续努力将功能完善.这次我们(de)收获就是懂得了使用Java这样(de)面向对象(de)语言来实现线程同步互斥问题,知道了Java中(de)锁机制,这对以后(de)编程有很大(de)帮助,同时也进一步加深了对操作系统这类问题(de)理解.6、致谢感谢一学期来老师给我们(de)教导,让我们对操作系统有了整体(de)理解,这对我们以后(de)学习有很大(de)帮助,对于这次课程设计,老师也给了我们充分(de)支持和理解,是您对我们(de)指导帮助我们能够顺利(de)完成这次课程设计.7、参考文献[1]费翔林,骆斌. (第4版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2009.[2]李尊朝,苏军.Java语言程序设计(第二版)[M].中国铁道出版社,2008.。
操作系统——读者写者问题
操作系统——读者写者问题⼀、问题描述要求：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。
⼆、问题分析读者写者问题最核⼼的问题是如何处理多个读者可以同时对⽂件的读操作。
三、如何实现semaphore rw = 1; //实现对⽂件的互斥访问int count = 0;semaphore mutex = 1;//实现对count变量的互斥访问int i = 0;writer(){while(1){P(rw); //写之前“加锁”写⽂件V(rw); //写之后“解锁”}}reader (){while(1){P(mutex); //各读进程互斥访问countif(count==0) //第⼀个读进程负责“加锁”{P(rw);}count++; //访问⽂件的进程数+1V(mutex);读⽂件P(mutex); //各读进程互斥访问countcount--; //访问⽂件的进程数-1if(count==0) //最后⼀个读进程负责“解锁”{V(rw);}V(mutex);}}只要有源源不断的读进程存在，写进程就要⼀直阻塞等待，可能会造成“饿死”，在上述的算法中，读进程是优先的，那么应该怎么样来改造呢？新加⼊⼀个锁变量w，⽤于实现“写优先”！这⾥我们来分析⼀下读者1->写者1->读者2这种情况。
第⼀个读者1在进⾏到读⽂件操作的时候，有⼀个写者1操作，由于第⼀个读者1执⾏了V(w)，所以写者1不会阻塞在P(w)，但由于第⼀个读者1执⾏了P(rw)但没有执⾏V(rw)，写者1将会被阻塞在P(rw)上，这时候再有⼀个读者2，由于前⾯的写者1进程执⾏了P(w)但没有执⾏V(w)，所以读者2将会被阻塞在P(w)上，这样写者1和读者2都将阻塞，只有当读者1结束时执⾏V(rw)，此时写者1才能够继续执⾏直到执⾏V(w)，读者2也将能够执⾏下去。
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计算机与信息学院操作系统课程设计报告一、开题报告（一）该项课程设计的意义；1.更加深入的了解读者写者问题的算法；2.加深对线程，进程的理解；3.加深对“线程同步”概念的理解，理解并应用“信号量机制”；4.熟悉计算机对处理机的管理，了解临界资源的访问方式；5.了解C++中线程的实现方式，研读API。
（二）课程设计的任务多进程/线程编程：读者-写者问题。
●设置两类进程/线程，一类为读者，一类为写者；●随机启动读者或写者；●显示读者或写者执行状态；●随着进程/线程的执行，更新显示；（三）相关原理及算法描述；整体概况：该程序从大体上来分只有两个模块,即“读者优先”和“写者优先”模块.读者优先：如果没有写者正在操作，则读者不需要等待，用一个整型变量readcount记录读者数目，用于确定是否释放读者线程，readcount的初值为0.当线程开始调入时.每个读者准备读. 等待互斥信号,保证对readcount 的访问,修改互斥.即readcount++.而当读者线程进行读操作时,则读者数目减少(readcount--).当readcout=0 时，说明所有的读者都已经读完，离开临界区唤醒写者(LeaveCriticalSection(&RP_Write);), 释放互斥信号(ReleaseMutex(h_Mutex)).还需要一个互斥对象mutex来实现对全局变量Read_count修改时的互斥. 另外，为了实现写-写互斥，需要增加一个临界区对象Write。
当写者发出写请求时，必须申请临界区对象的所有权。
通过这种方法，可以实现读-写互斥，当Read_count=1时（即第一个读者到来时），读者线程也必须申请临界区对象的所有权写者优先：写者优先与读者不同之处在于一旦一个写者到来，它应该尽快对文件进行写操作，如果有一个写者在等待，则新到来的读者不允许进行读操作。
为此应当填加一个整形变量write_count，用于记录正在等待的写者的数目，write_count的初值为0.当线程开始调入时.只允许一个写者准备读. 等待互斥信号,保证对write_count 的访问,修改互斥.即write_count++.而当写者线程进行读操作时,则相应写者数目减少(write_count--).当write_count=0 时，说明所有的读者都已经读完，离开临界区唤醒读者,释放互斥信号.为了实现写者优先，应当填加一个临界区对象read，当有写者在写文件或等待时，读者必须阻塞在read上。
（四）开发环境；VC++6.0（五）预期设计目标；读者-写者问题的读写操作限制（包括读者优先和写者优先）1.写-写互斥：不能有两个写者同时进行写操作2.读-写互斥：不能同时有一个线程在读，而另一个线程在写。
3.读-读允许：可以有一个或多个读者在读。
若读者的优先权比写者高, 如果读者申请进行读操作时已有另一个读者正在进行读操作，则该读者可直接开始读操作.不必经过别的操件若读者的优先权比写者高,如果第一个写者已经占有了文件的时候.则别的读者必需等待该操作完成后.才能开始读操作.若写者的优先权比读者高, 在一个写者提出要访问文件时，就必须使其尽可能的得到文件，而且不用调配。
完成课程设计的任务，实现读者写者问题的全部要求，同时可以实现“读者优先”和“写者优先”两种情况，有时间的话，争取实现可视化图形界面。
二、课程设计报告（一）课程设计任务、要求、目的；任务和要求：多进程/线程编程：读者-写者问题。
●设置两类进程/线程，一类为读者，一类为写者；●随机启动读者或写者；●显示读者或写者执行状态；●随着进程/线程的执行，更新显示；目的：1 更加深入的了解读者写者问题的算法；2 加深对线程，进程的理解；3 加深对“线程同步”概念的理解，理解并应用“信号量机制”；4 熟悉计算机对处理机的管理，了解临界资源的访问方式；5 了解C++中线程的实现方式，研读API。
（二）原理及算法描述；写者优先原理图：读者优先原理图：算法描述：读者优先的附加限制：如果读者申请进行读操作时已有另一个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个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。
（三）开发环境；VC++6.0（四）重要算法和设计思路描述；整体概况：该程序从大体上来分只有两个模块,即“读者优先”和“写者优先”模块.读者优先：如果没有写者正在操作，则读者不需要等待，用一个整型变量readcount记录读者数目，用于确定是否释放读者线程，readcount的初值为0.当线程开始调入时.每个读者准备读. 等待互斥信号,保证对readcount 的访问,修改互斥.即readcount++.而当读者线程进行读操作时,则读者数目减少(readcount--).当readcout=0 时，说明所有的读者都已经读完，离开临界区唤醒写者(LeaveCriticalSection(&RP_Write);), 释放互斥信号(ReleaseMutex(h_Mutex)).还需要一个互斥对象mutex来实现对全局变量Read_count修改时的互斥. 另外，为了实现写-写互斥，需要增加一个临界区对象Write。
当写者发出写请求时，必须申请临界区对象的所有权。
通过这种方法，可以实现读-写互斥，当Read_count=1时（即第一个读者到来时），读者线程也必须申请临界区对象的所有权写者优先：写者优先与读者不同之处在于一旦一个写者到来，它应该尽快对文件进行写操作，如果有一个写者在等待，则新到来的读者不允许进行读操作。
为此应当填加一个整形变量write_count，用于记录正在等待的写者的数目，write_count的初值为0.当线程开始调入时.只允许一个写者准备读. 等待互斥信号,保证对write_count 的访问,修改互斥.即write_count++.而当写者线程进行读操作时,则相应写者数目减少(write_count--).当write_count=0 时，说明所有的读者都已经读完，离开临界区唤醒读者,释放互斥信号.为了实现写者优先，应当填加一个临界区对象read，当有写者在写文件或等待时，读者必须阻塞在read上。
（五）程序实现---数据结构；相关WindowsAPI说明:CreateThread: 创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程。
ExitThreadSleep: 对指定的时间间隔挂起当前的执行线程CreateMutex: 创建有名或者无名的互斥对象ReleaseMutex:WaitForSingleObject: 当发生(1)指定对象处于信号态(2)超时则该函数返回WaitForMultipleObject: 任意一个或全部指定对象处于信号态或超时间隔已过时，返回CreateSemapore: 创建一个有名或无名信号对象。
ReleaseSemapore:InitializeCriticalSection: 初始化临界区对象EnterCriticalSection: 等待指定临界区对象的所有权。
当调用线程被赋予所有权时，返回。
LeaveCriticalSection:该函数释放指定临界区对象的所有权。
（六）程序实现---程序清单；#include <windows.h>//#include <ctype.h>//#include <stdio.h>//#include <string.h>//#include <stdlib.h>//#include <malloc.h>#include<iostream>using namespace std;#define MAX_PERSON 100 //最多100人#define READER 0 //读者#define WRITER 1 //写者#define END -1 //结束//#define R READER//#define W WRITERtypedef struct{HANDLE m_hThread;//定义处理线程的句柄int Type;//进程类型（读写）int StartTime;//开始时间int WorkTime;//运行时间int ID;//进程号}Person;Person Persons[MAX_PERSON];int NumOfPerson = 0;long CurrentTime= 0;//基本时间片数int PersonLists[] = {//进程队列1, WRITER, 3, 5,2, WRITER, 16, 5,3, READER, 2, 2,4, WRITER, 6, 5,5, READER, 4, 3,6, READER, 17,7,END,};int NumOfReading = 0;int NumOfWriteRequest = 0;//申请写进程的个数HANDLE ReadSemaphore;//读者信号HANDLE WriteSemaphore;//写者信号bool finished = false; //所有的读完成//bool wfinished = false; //所有的写完成void CreatePersonList(int *pPersonList);bool CreateReader(int StartTime,int WorkTime,int ID);bool CreateWriter(int StartTime,int WorkTime,int ID);DWORD WINAPI ReaderProc(LPVOID lpParam);DWORD WINAPI WriterProc(LPVOID lpParam);int main(){ReadSemaphore = CreateSemaphore(NULL,1,100,NULL);//创建信号量，当前可用的资源数为1，最大为100/*HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, //lpSemaphoreAttributes为安全属性LONG lInitialCount, //lInitialCount为Semaphore的初始值LONG lMaximumCount, //lMaximumCount为最大值LPCTSTR lpName //lpName为Semaphore对象的名字，NULL表示创建匿名Semaphore);*/WriteSemaphore = CreateSemaphore(NULL,1,100,NULL); //创建信号量，当前可用的资源数为1，最大为100CreatePersonList(PersonLists); // 创建所有读者写者cout<<"创建所有的读者写者"<<"\n...\n";CurrentTime = 0;while(true){CurrentTime++;Sleep(300); // 300 mscout<<"当前时间= "<<CurrentTime<<endl;if(finished) return 0;}// return 0;}void CreatePersonList(int *pPersonLists){int i=0;int *pList = pPersonLists;bool Ret;while(pList[0] != END){switch(pList[1]){case READER:Ret = CreateReader(pList[2],pList[3],pList[0]);break;case WRITER:Ret = CreateWriter(pList[2],pList[3],pList[0]);break;}if(!Ret)printf("Create Person %d is wrong\n",pList[0]);pList += 4; // 寻找下一个读者或者写者}}bool CreateReader(int StartTime,int WorkTime,int ID){DWORD dwThreadID;if(NumOfPerson >= MAX_PERSON)return false;Person *pPerson = &Persons[NumOfPerson];pPerson->ID = ID;pPerson->StartTime = StartTime;pPerson->WorkTime = WorkTime;pPerson->Type = READER;NumOfPerson++;// 新建进程pPerson->m_hThread= CreateThread(NULL,0,ReaderProc,(LPVOID)pPerson,0,&dwThreadID);/*HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // pointer to security attributes 安全属性DWORD dwStackSize, // initial thread stack size 堆栈大小LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // pointer to thread function 函数指针LPVOID lpParameter, // argument for new threadDWORD dwCreationFlags, // creation flagsLPDWORD lpThreadId // pointer to receive thread ID);*/if(pPerson->m_hThread == NULL)return false;return true;}bool CreateWriter(int StartTime,int WorkTime,int ID){DWORD dwThreadID;if(NumOfPerson >= MAX_PERSON)return false;Person *pPerson = &Persons[NumOfPerson];pPerson->ID = ID;pPerson->StartTime = StartTime;pPerson->WorkTime = WorkTime;pPerson->Type = WRITER;NumOfPerson++;// 新建进程pPerson->m_hThread= CreateThread(NULL,0,WriterProc,(LPVOID)pPerson,0,&dwThreadID);/*HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // pointer to security attributes 安全属性DWORD dwStackSize, // initial thread stack size 堆栈大小LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // pointer to thread function 函数指针LPVOID lpParameter, // argument for new threadDWORD dwCreationFlags, // creation flagsLPDWORD lpThreadId // pointer to receive thread ID);*/if(pPerson->m_hThread == NULL)return false;return true;}DWORD WINAPI ReaderProc(LPVOID lpParam)//读过程{Person *pPerson = (Person *)lpParam;// 等待启动时间while(CurrentTime != pPerson->StartTime){//读操作还没有到达执行时间，则等待printf("Reader %d is Requesting ...\n",pPerson->ID);printf("\n\n************************************************\n");//等待写者请求//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。