操作系统——读者写者问题

有两组并发进程：读者和写者，共享一个文件F

读者可以同时读取文件

读者和写者不能同时对文件进行操作

两个读者也不能同时对文件进行操作

读者优先模型：

读者不释放写者的临界区资源，写者就不能进行操作

int readcount=0;//读进程计数
semaphore writeblock,mutex;//信号量 
writeblock=1;//写者在进入和退出使用的临界资源 
mutex=1;    //读者者在进入和退出使用的临界资源 ，保证readcount的唯一变化 

//读者进程 
process reader_i( ){ 

        
    P(mutex);  //上锁，读者-读者互斥                         
    readcount++;    //PV保证readcout唯一变化                         
    if(readcount==1)  //当有一个读者时，不允许写者进行操作                
        P(writeblock);//上锁，实现读者-写者互斥                 
    V(mutex); //解锁，释放读者临界区资源 

    
    {读文件};
    
    P(mutex);//上锁，读者-读者互斥   
    readcount--;
    if(readcount==0)//当读者全部退出，则释放写者的临界区 
        V(writeblock);    //解锁，释放写者临界区 
    V(mutex);    //解锁，释放读者临界区资源 
}

//写者进程 
process writer_j( ){
     P(writeblock);//上锁，临界区资源（写者-写者互斥） 
    {写文件};
    V(writeblock);
}

写者优先模型：

Entemutex是为了保证写者可以在读者退出Quemutex临界区是第一时间抢占，并且当写者队列还有人的时候不释放

int readcount;//读者数量 
int writecount;//写者数量 
semaphore Entemutex,Quemutex,fmutex,Wcount,Rcount;//信号量 

Entemutex=1;//避免写者与读者之间竞争 
Quemutex=1;//读者和写者在进入和退出使用的临界资源 （保证只读或只写） 
fmutex=1;//写者的临界区 
Wcount=1;//写者在进入和退出使用的临界资源 
Rcount=1;//读者者在进入和退出使用的临界资源 ，保证readcount的唯一变化 

//读者线程 
Reader()
{
    while(1)
    {
        P(Entemutex);//避免写者同时与多个读者竞争 
        
        P(Quemutex);//申请门口临界区 （读-写互斥信号）
         
        P(Rcount);//读者-读者互斥，上锁 
        readcount ++; 
        if(readcount == 1)//第一个读者进入，上锁（读者-写者互斥） 
            P(fmutex);//上锁，不允许写者进入 
        V(Rcount);//解锁 
        
        V(Quemutex);//读-写解锁 ，当Quemutex释放，写者可以抢占该临界区 （写者抢占后，后续读者在也进不去，直到写者释放资源） 
                    //后续读者只能不断的退出，当读者退出完毕，释放fmutex，写者进入 
        V(Entemutex);
 
        {读文件} 
 
        P(Rcount);//读者退出 
        readcount--; 
        if(readcount == 0)//解锁 
            V(fmutex);//允许写者进入 
        V(Rcount);//解锁读者-读者 
    }
}
 
//写者线程 
writer()
{
    while(1)
    {
        P(Wcount);//上锁，进入临界区 （写者进门） 
        writecount ++;
        if(writecount == 1)//第一个写者进入，上锁 
            P(Quemutex);//有读者的时候，滞留于此，当读者一旦释放，则抢占。 
        V(Wcount);//解锁 
 
        P(fmutex);//上锁，写者-写者互斥 
        {写文件}
        V(fmtex);//操作完成，解锁 
 
        P(Wcount);//退出，进入临界区 （写者出门） 
        writecount-- ;
        if(readcount == 0)    //当写者为0时，释放临界区给读者使用 
            V(Quemutex);//只要writecount不为0就不是放，写者优先 
        V(Wcount);//解锁 
 
    }
}

公平竞争：

semaphore writeblock,mutex;//信号量 
int readcount;//读者数量 
Quemutex=1;//读者和写者进入和退出使用的临界资源
Rcount=1;//读者在进入和退出使用的临界资源
fmutex=1;//写者在进入和退出使用的临界资源
Reader()
{
    while(1)
    {
        P(Quemutex);//上锁，读者-写者互斥 
 
        P(Rcount);//上锁，读者-读者互斥 
        readcount ++;
        if(readcount == 1)
            P(fmutex);//上锁，不允许写者进入 
        V(Rcount);//解锁 
 
        V(Quemutex);//解锁 
 
        {读文件}
 
        P(Rcount);//上锁，读者-读者互斥
        if(readcount == 0)
            V(fmutex);//解锁，允许读者进入 
        V(Rcount);//解锁 
    }
}
 
writer()
{
    while(1)
    {
        P(Quemutex);//上锁，读者-写者互斥 
 
        P(fmutex);//上锁，写者-写者互斥 

        {写文件} 
        V(fmtex);//解锁 
        
        V(Qmutex);//解锁 
 
        
 
    }
}