c - 读写器访问多个读者

Question

在 UNIX 中实现 WRITER-READER 问题时，我有一些无法解决的问题。 第一个是我不知道，如何修改代码才能像线程总是调用进入阅览室一样工作。例如，当一位作家在阅览室时，读者正在等待进入阅览室。当作家逃离阅览室，读者进入阅览室时，他还在等待机会。 第二个是不知道怎么修改代码让少数读者进入阅览室。在我的代码中，阅览室中只能同时有一个线程。 第三个是，如何识别作家或读者是否正在挨饿？哪个在我的代码中处于饥饿状态？

代码如下:

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define READERS 15
#define WRITERS 10

int bufferw = 0, bufferr = 0, counterw = WRITERS, counterr = READERS;
int i;

pthread_mutex_t mwrite, mread;
pthread_cond_t condw, condr;
pthread_t r[READERS], w[WRITERS];

void *writer(void *ptr) {

    pthread_mutex_lock(&mwrite);

    {
      counterr = READERS;
      counterw = WRITERS;
      ++bufferw;    

     for(i=0; i<READERS; i++) while(bufferr > 0) pthread_cond_wait(&condw, &r[i]);

      printf("WRITER ENTERING!");

      pthread_mutex_unlock(&mwrite);

      bufferw--;
    }

    pthread_cond_signal(&condr);

    pthread_exit(0);
}

void *reader(void *ptr) {

    counterr = READERS;
    counterw = WRITERS;

    {
      ++bufferr;

      for(i=0; i<WRITERS; i++) while(bufferw == 1) pthread_cond_wait(&condr, &w[i]);

      printf("READER ENTERING!");

      bufferr = 0;
    }

    pthread_cond_signal(&condw);
    pthread_exit(0);
}


int main(int argc, char* argv[]) {

    pthread_mutex_init(&mwrite, 0);
    pthread_mutex_init(&mread, 0);

    pthread_cond_init(&condw, 0);
    pthread_cond_init(&condr, 0);

    for(i=0; i<WRITERS; i++) pthread_create(&w[i], NULL, writer, NULL);
    for(i=0; i<READERS; i++) pthread_create(&r[i], NULL, reader, NULL);

    for(i=0; i<WRITERS; i++) pthread_join(w[i], NULL);
    for(i=0; i<READERS; i++) pthread_join(r[i], NULL);

    pthread_cond_destroy(&condw);
    pthread_cond_destroy(&condr);
    pthread_mutex_destroy(&mwrite);
    pthread_mutex_destroy(&mread);

 return 0;
}

预先感谢您的帮助!

EDIT://在这种情况下我怎样才能避免比赛？

Answer 1

您可以使用一个互斥量和两个条件变量来实现这一点。

reader( ) {
     pthread_mutex_lock(&m);
     while (!(writers == 0))
     pthread_cond_wait(&readersQ, &m);
     readers++;
     pthread_mutex_unlock(&m);

     /* actual read */

     pthread_mutex_lock(&m);
     if (--readers == 0)
     pthread_cond_signal(&writersQ);
     pthread_mutex_unlock(&m);
    }



writer( ) {
 pthread_mutex_lock(&m);
 writers++;
 while (!((readers == 0) && (active_writers == 0))) {
 pthread_cond_wait(&writersQ, &m);
 }
 active_writers++;
 pthread_mutex_unlock(&m);

 /* actual write */

 pthread_mutex_lock(&m);
 writers--;
 active_writers--;
 if (writers > 0)
   pthread_cond_signal(&writersQ);
 else
   pthread_cond_broadcast(&readersQ);
 pthread_mutex_unlock(&m);
}

这种实现对读者是不公平的，这意味着如果有作者在写，读者将永远没有阅读的选择权。这是因为写作比阅读更重要。如果你不这么认为，我也可以提供一个对作者不公平的版本。

只有当 writers 等于 0 时，reader 才会有读取的选择。如果只有一个写者，写者不会为零，读者无法读取。

如果有多个写入器，变量 active_writers 将确保一次只能写入一个写入器。

编辑

以下是饿死作家的版本。对于读者来说，就是同样的代码。

writer( ) {
 pthread_mutex_lock(&m);
 while(!((readers == 0) &&(writers == 0)))
     pthread_cond_wait(&writersQ, &m);
 writers++;
 pthread_mutex_unlock(&m);

 /* actual write */

 pthread_mutex_lock(&m);
 writers--;
 pthread_cond_signal(&writersQ);
 pthread_cond_broadcast(&readersQ);
 pthread_mutex_unlock(&m);
}