## 问题描述 有读者和写者两组并发进程，共享一个文件，当两个或以上的读进程同时访问共享数据时不会产生副作用，但若某个写进程和其他进程（读进程或写进程）同时访问共享数据时则可能导致数据不一致的错误。因此要求：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。 ## 问题分析 1) 关系分析。由题目分析读者和写者是互斥的，写者和写者也是互斥的，而读者和读者不存在互斥问题。 2) 整理思路。两个进程，即读者和写者。写者是比较简单的，它和任何进程互斥，用互斥信号量的P操作、V操作即可解决。读者的问题比较复杂，它必须实现与写者互斥的同时还要实现与其他读者的同步，因此，仅仅简单的一对P操作、V操作是无法解决的。那么，在这里用到了一个计数器，用它来判断当前是否有读者读文件。当有读者的时候写者是无法写文件的，此时读者会一直占用文件，当没有读者的时候写者才可以写文件。同时这里不同读者对计数器的访问也应该是互斥的。 3) 信号量设置。首先设置信号量count为计数器，用来记录当前读者数量，初值为0; 设置mutex为互斥信号量，用于保护更新count变量时的互斥；设置互斥信号量rw用于保证读者和写者的互斥访问。 代码如下： ``` 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 } } ``` 在上面的算法中，读进程是优先的，也就是说，当存在读进程时，写操作将被延迟，并且只要有一个读进程活跃，随后而来的读进程都将被允许访问文件。这样的方式下，会导致写进程可能长时间等待，且存在写进程“饿死”的情况。 如果希望写进程优先，即当有读进程正在读共享文件时，有写进程请求访问，这时应禁止后续读进程的请求，等待到已在共享文件的读进程执行完毕则立即让写进程执行，只有在无写进程执行的情况下才允许读进程再次运行。为此，增加一个信号量并且在上面的程序中 writer()和reader()函数中各增加一对PV操作，就可以得到写进程优先的解决程序。 ``` 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 } } ```