python实现 进程同步与互斥

 
 
提示: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的要求进行读写操作。

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,即不能同时有一个线程在读,而另一个线程在写。
3)读-读允许,即可以有一个或多个读者在读。

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个读者正在进行读操
作,则该读者可直接开始读操作。但任何写者必须等到没有读者时才能开始写操作。

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,以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。

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,各个字段间用空格分隔。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,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,延迟相应时间(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。

测试数据随机生成,为简化起见,假设每个线程只执行一次读或写操作,之后运行结束。

下面是一个测试数据文件的例子:
线程序号 角色 何时开始读写 读写持续时间
1 R 3 5
2 R 4 5
3 W 5 2
4 R 10 3
5 W 11 3
6 R 13 4
…… …… ……

输入的形式和输入值的范围
测试数据使用文件来保存,在我的程序中命名为“input.txt”。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,各个字段间用空格分隔。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,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,延迟相应时间(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。

输入文件 input.txt


输出结果


主要包含包
(1)threading模块
threading模块是在低级别_thread模块上构建的的高级别线程接口。继承_thread功能,而_thread模块是提供处理多进程(也称轻量级继承或任务)的基本单元,多进程控制特点是共享全局数据空间.简单锁(也称互斥或二进制信号量)可实现进程同步。
python中线程属于内核级别,即由操作系统调度(如单线程一旦遇到IO就会被迫交出CPU执行权限,切换到其他线程运行).

(2)Thread类
线程类表示单独控制运行的线程活动.有两种建立线程的方式:
• 直接使用Thread类;(本文使用)
• 重构run()方法.

(3)Semaphore类
Semaphore 在内部管理着一个计数器。调用 acquire() 会使这个计数器 -1,release() 则是+1.计数器的值永远不会小于 0,当计数器到 0 时,再调用 acquire() 就会阻塞,直到其他线程来调用release()
(4)time类
用于获取当前时间,精确到秒,从而与最开始时间相减来获得时间点


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