读者写者问题写者优先实现

在Windows2000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（后面介绍）的要求进行读写操作。用信号量机制分别实现读者优先和写者优先问题。 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。 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。 运行结果显示要求：要求在每个线程创建、发出读写申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息，以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。 读者写者问题是多线程编程中的一种经典同步问题，主要关注如何协调多个线程对共享资源的访问，确保不会出现数据不一致的情况。在Windows 2000环境下，这个问题可以通过信号量机制来解决，以实现读者优先或写者优先的策略。 1. **信号量机制**： - 信号量是一种同步原语，用于控制对共享资源的并发访问。在读者写者问题中，通常使用两个信号量：一个用于控制写者数量，另一个用于控制读者数量。 - 读者优先时，可能需要一个额外的信号量来防止多个读者同时进入临界区，而写者优先则需要额外记录等待的写者数量。 2. **读者优先策略**： - 使用一个变量`Read_count`记录当前活跃的读者数量，初值为0。 - 当读者想要访问共享资源时，先尝试获取`Read_count`的互斥锁（mutex），然后增加`Read_count`，如果此时`Read_count`为1，表示由无读者变为有读者，需要获取写者临界区对象（Write）。 - 读操作完成后，读者释放`Write`和`mutex`，减少`Read_count`。 - 如果写者等待，当`Read_count`减至0时，释放等待的写者。 3. **写者优先策略**： - 引入变量`Write_count`记录等待的写者数量，初值为0。 - 写者需要获取互斥锁`mutex3`，增加`Write_count`，然后检查是否有其他写者在等待。如果有，写者保持对`mutex3`的占有；如果没有，写者可以开始写操作，并获取写者临界区（write）。 - 读者在写者存在时，需要获取互斥锁`mutex1`，尝试获取读者阻塞信号量（read），如果写者等待，则阻塞在`read`上。 - 写者完成写操作后，释放`write`，减少`Write_count`，如果`Write_count`为0，释放`mutex3`。 4. **Windows API**： - `CreateThread`用于创建新的线程。 - `ExitThread`终止线程。 - `Sleep`使当前线程暂停指定的时间。 - `CreateMutex`创建互斥对象，用于同步访问。 - `ReleaseMutex`释放互斥对象的所有权。 - `WaitForSingleObject`或`WaitForMultipleObjects`等待对象信号。 - `CreateSemaphore`创建信号量对象。 - `ReleaseSemaphore`增加信号量的计数。 - `InitializeCriticalSection`初始化临界区对象。 - `EnterCriticalSection`进入临界区，确保同步。 5. **测试数据文件**： - 文件包含n行数据，描述线程角色（读者R或写者W）、开始时间和持续时间，用于模拟线程行为。 通过以上机制，可以实现读者写者问题的并发控制，确保满足各种限制条件，如写-写互斥、读-写互斥以及读-读允许。在实际运行过程中，通过输出提示信息来验证操作的正确性，确保所有线程操作遵循了预设的规则。