读者–写者问题
问题描述
有读者和写者两组并发进程,共享一个文件,当两个或两个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
两类进程:写进程、读进程
互斥关系: 写进程—-写进程、写进程—-读进程。读进程与读进程不存在互斥问题。
①写者进程和任何进程都互斥,设置一个互斥信号量rw,在写者访问共享文件前后分别执行P、V操作。
②读者进程和写者进程也要互斥,因此读者访问共享文件前后也要对rw执行P、V操作。
③如果所有读者进程在访问共享文件之前都执行P(rw)操作,那么会导致各个读进程之间也无法同时访问文件。读者写者问题的核心思想一一怎么处理该问题呢?
P(rw)和BV(rw)其实就是对共享文件的“加锁”和“解锁”。既然各个读进程需要同时访问,而读进程与写进程又必须互斥访问,那么我们可以让第一个访问文件的读进程“加锁”,让最后一个访问完文件的读进程“解锁”。可以设置一个整数变量 count来记录当前有几个读进程在访问文件。
如何实现
总结
读者-写者问题为我们解决复杂的互斥问题提供了一个参考思路。
其核心思想在于设置了一个计数器 count用来记录当前正在访问共享文件的读进程数。我们可以用count的值来判断当前进入的进程是否是第一个/最后一个读进程,从而做出不同的处理。
另外,对 count变量的检査和赋值不能一气呵成导致了一些错误,如果需要实现“一气呵成”,自然应该想到用互斥信号量。
最后,还要认真体会是如何解决“写进程饥饿”问题的。
