实验题目:实验五 读者-写者问题完毕人:报告日期:一、 实验内容简要描述1) 创立一种控制台进程,此进程涉及n个线程用这n个线程来表达n个读者或写者每个线程按相应测试数据文献的规定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的读者-写者问题2) 读者-写者问题的读写操作限制(涉及读者优先和写者优先):j 写-写互斥,即不能有两个写者同步进行写操作k 读-写互斥,即不能同步有一种线程在读,而另一种线程在写l 读-读容许,即可以有一种或多种读者在读3) 读者优先的附加限制:如果一种读者申请进行读操作时已有另一种读者正在进行读操作,则该读者可直接开始读操作4) 写者优先的附加限制:如果一种读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源,则该读者必须等到没有写者处在等待状态后才干开始读操作5) 运营成果显示规定:规定在每个线程创立、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,以拟定所有解决都遵守相应的读写操作限制二、程序设计1、设计思路将所有读者和所有写者分别存于一种读者等待队列和一种写者等待队列中,每当读容许时,就从读者队列中释放一种或多种读者线程进行读操作;每当写容许时,就从写者队列中释放一种写者进行写操作。
2、 重要数据构造1)读者优先读者优先指的是除非有写者在写文献,否则读者不需要等待因此可以用一种整型变量read_count记录目前的读者数目,用于拟定与否需要释放正在等待的写者线程(当read_count=0时,表白所有的读者读完,需要释放写者等待队列中的一种写者)每一种读者开始读文献时,必须修改read_count变量因此需要一种互斥对象mutex来实现对全局变量read_count修改时的互斥此外,为了实现写-写互斥,需要增长一种临界区对象write当写者发出写祈求时,必须申请临界区对象的所有权通过这种措施,也可以实现读-写互斥,当read_count=l时(即第一种读者到来时),读者线程也必须申请临界区对象的所有权当读者拥有临界区的所有权时,写者阻塞在临界区对象write上当写者拥有临界区的所有权时, 第一种读者判断完 "read_count==1"后阻塞在write上,其他的读者由于等待对read_count的判断,阻塞在mutex上2)写者优先写者优先与读者优先类似;不同之处在于一旦一种写者到来,它应当尽快对文献进行写操作,如果有一种写者在等待,则新到来的读者不容许进行读操作。
为此应当添加一种整型变量write_count,用于记录正在等待的写者的数目,当write_count=0时,才可以释放等待的读者线程队列为了对全局变量write_count实现互斥,必须增长一种互斥对象mutex3为了实现写者优先,应当添加一种临界区对象read,当有写者在写文献或等待时,读者必须阻塞在read上 ·读者线程除了要对全局变量read_count实现操作上的互斥外,还必须有一种互斥对象对阻塞,read这一过程实现互斥这两个互斥对象分别命名为mutex1和mutex2 三、实验成果1、基本数据源程序代码行数完毕该实验投入的时间(小时数)与其她同窗讨论次数355532、 测试数据设计测试数据文献涉及n行测试数据,分别描述创立的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涉及四个字段,各个字段间用空格分隔第一字段为一种正整数,表达线程序号第二字段表达相应线程角色,R表达读者,W表达写者第三字段为一种正数,表达读写操作的开始时间:线程创立后,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种正数,表达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,并释放共享资源下面是一种测试数据文献的例子:2 W 4 53 R 5 24 R 6 5 5 W 5.1 33、测试成果分析四、实验体会1、实验过程中遇到的问题及解决过程2、实验体会和收获 五、源代码#include "windows.h"#include #include #include #include #include #include #define READER 'R' // 读者#define WRITER 'W' // 写者#define INTE_PER_SEC 1000 // 每秒时钟中断数目define MAX_THREAD_NUM 64 // 最大线程数目#define MAX_FILE_NUM 32 // 最大数据文献数目#define MAX_STR_LEN 32 // 字符串长度int readcount=0; // 读者数目int writecount=0; // 写者数目CRITICAL_SECTION RP_Write; //临界区CRITICAL_SECTION cs_Write;CRITICAL_SECTION cs_Read;struct ThreadInfo{int serial; // 线程序号char entity; //线程类别(判断读者线程还是写者线程)double delay;double persist;};///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 读者优先--读者线程//p:读者线程信息void RP_ReaderThread(void* p){//互斥变量HANDLE h_Mutex;h_Mutex=OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,FALSE,"mutex_for_readcount");DWORD wait_for_mutex; //等待互斥变量所有权DWORD m_delay; // 延迟时间DWORD m_persist; // 读文献持续时间int m_serial; //线程序号//从参数中获得信息m_serial=((ThreadInfo*)(p))->serial;m_delay=(DWORD)(((ThreadInfo*)(p))->delay*INTE_PER_SEC);m_persist=(DWORD)(((ThreadInfo*)(p))->persist*INTE_PER_SEC);Sleep(m_delay); //延迟等待printf("Reader thread %d sents the reading require.\n",m_serial);// 等待互斥信号,保证对readcount的访问、修改互斥wait_for_mutex=WaitForSingleObject(h_Mutex,-1);//读者数目增长readcount++;if(readcount==1){ //第一种读者,等待资源 EnterCriticalSection(&RP_Write);}ReleaseMutex(h_Mutex); //释放互斥信号//读文献printf("Reader thread %d begins to read file.\n",m_serial);Sleep(m_persist);// 退出线程printf("Reader thread %d finished reading file.\n",m_serial);//等待互斥信号,保证对readcount的访问、修改互斥wait_for_mutex=WaitForSingleObject(h_Mutex,-1);//读者数目减少readcount--;if(readcount==0){ //如果所有读者读完,唤醒写者 LeaveCriticalSection(&RP_Write);}ReleaseMutex(h_Mutex); //释放互斥信号}///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 读者优先--写者线程//p:写者线程信息void RP_WriterThread(void* p){DWORD m_delay; // 延迟时间DWORD m_persist; // 写文献持续时间int m_serial; //线程序号//从参数中获得信息m_serial=((ThreadInfo*)(p))->serial;m_delay=(DWORD)(((ThreadInfo*)(p))->delay*INTE_PER_SEC);m_persist=(DWORD)(((ThreadInfo*)(p)) ->persist*INTE_PER_SEC);Sleep(m_delay); //延迟等待printf("Writer thread %d sents the writing require.\n",m_serial);// 等待资源EnterCriticalSection(&RP_Write);//写文献printf("Writer thread %d begins to Write to the file.\n",m_serial);Sleep(m_persist);// 退出线程printf("Writer thread %d finished Writing to the file.\n",m_serial);//释放资源LeaveCriticalSection(&RP_Write);}///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 读者优先解决函数//file:文献名。