操作系统之读者与写者问题

一个数据文件或记录可被多个进程共享。

  • 只要求读文件的进程称为“Reader进程”,其它进程则称为“Writer进程”。
  • 允许多个进程同时读一个共享对象,但不允许一个Writer进程和其他Reader进程或Writer进程同时访问共享对象

“读者--写者问题”是保证一个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、读共享; 写、写互斥; 写、读互斥

1.利用记录型信号量解决读者--写者问题

  • 互斥信号量wmutex: 实现Reader与Writer进程间在读或写时的互斥,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进程写。所以,仅当Readcount=0,即无Reader进程在读时,Reader才需要执行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Readcount减1操作后其值为0时,才需执行signal(wmutex)操作,以便让Write进程写
  • 互斥信号量rmutex: Reader进程间互斥访问Readcount

总结:
wmutex:是读写的互斥信号量
rmutex: 是读进程互斥访问Readcount的信号量

Wmutex: 读、写互斥;写、写互斥 Rmutex: 读间访问Readcount互斥 Readcount: 记录读者进程数

Var  wmutex, rmutex :semaphore :=1, 1;
        Readcount :integer :=0;
begin
    parbegin
        Reader : begin
             repeat
                wait(rmutex);
                if Readcount=0 then wait(wmutex);
                Readcount :=Readcount +1;
                signal(rmutex);
                   …
                   读;
                   …
                wait(rmutex);
                Readcount :=Readcount -1;
                if Readcount=0 then signal(wmutex);
                signal(rmutex);
            until  false;
       end
     parend
end 

Writer : begin
     repeat
         wait(wmutex);
         写;
         signal(wmutex);
     until  false;
end 

评价:能实现读者—写者问题 但读优先,对写者不公平

2 :利用信号量集解决读者--写者问题


增加一个限制:最多只允许RN个读者同时读
引入信号量L,并赋予其初值RN,通过执行Swait(L, 1, 1)操作,来控制读者的数目。
解释:
每当有一个读者进入时,就要先执行Swait(L, 1, 1)操作,使L的值减1。当有RN个读者进入读后,L便减为0,第RN +1个读者要进入读时,必然会因Swait(L, 1, 1)操作失败而阻塞。

一般信号量集的几种特殊情况:

  • Swait(S, d, d),只有一个信号量S,允许每次申请d个资源,若现有资源数少于d,不予分配。
  • Swait(S, 1, 1),蜕化为一般的记录型信号量(S>1时)或互斥信号量(S=1时)。
  • Swait(S, 1, 0),当S>=1时,允许多个进程进入某特定区,当S变为0后,阻止任何进程进入特定区,相当于可控开关。
//L: 控制读进程的数目≤RN
//Mx: 实现读、写互斥;写、写互斥

Var  RN  integer;
        L, mx: semaphore :=RN, 1;
begin
    parbegin
        reader : begin
            repeat
               Swait(L, 1, 1); //控制Rn个读进程可以读,前Rn个读者都可以进去
               Swait(mx, 1, 0);// 打开,读者都可以进来读
               …
               读;
               …
              Ssignal(L, 1);
          until  false;
      end
   parend
end


writer : begin
    repeat
       Swait(mx, 1, 1; L, RN, 0);// 将读进程关闭,且没有读进程,写进程才能写操作
       写;
       Ssignal(mx, 1); // 读进程都可以读了
   until  false;
end

解释:

  • Swait(mx, 1, 1; L, RN, 0)语句表示仅当既无writer进程在写(mx=1),又无reader进程在读(L=RN),writer进程才能进入临界区写。
  • Swait(mx, 1, 0)语句起着开关的作用。只要无writer进程进入写,mx=1,reader进程就都可以进入读。但只要一旦有writer进程进入写时,mx=0,则任何reader进程就都无法进入读。
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 158,425评论 4 361
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,058评论 1 291
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,186评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,848评论 0 204
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,249评论 3 286
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,554评论 1 216
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,830评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,536评论 0 197
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,239评论 1 241
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,505评论 2 244
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,004评论 1 258
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,346评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 32,999评论 3 235
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,060评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,821评论 0 194
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,574评论 2 271
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,480评论 2 267

推荐阅读更多精彩内容

  • 本文摘自汤小丹主编《计算机操作系统》(第三版)2.4 经典进程的同步问 在多道程序环境下,进程同步问题十分重要,也...
    刘帅_阅读 4,607评论 1 1
  • 最近在看一本小说,感觉其中的一些理论颇为新奇,记录并且分析一下,希望把它变成自己的积累。 优秀的人为什么优秀? 这...
    西湖泛舟客阅读 181评论 0 0
  • 昨天因为一件事误会他,一天没搭理他。他竟然那么紧张 有些小幸福
    胡椒粉儿2321阅读 241评论 0 0
  • 1 小张是某原创写手上的一个签约作家,他的每一篇文章几乎都是翘楚之作,但就在前天小张喝醉酒当着编辑的面说出了自己原...
    分分儿阅读 495评论 0 0
  • 枫叶蓝_01f6阅读 672评论 1 1