读者-写者问题 (Reader-Writer Problem)

🧑‍💻 作者: 一可爱小白兔

📦 版本: 1.0.0

📄 字数(字): 0

⏳ 时长(min): 0

⏱️ 更新于: 2026-01-08

问题描述

有读者和写者两组进程，它们共同访问同一个文件。
对于读者，它可以与多个读者共同读取文件（因为不会修改到文件）；
对于写者，它不能与其他任何进程共同访问文件

分析步骤

• 进程：
  • 读者（Reader）：
    只读取资源，不修改；
    可以多个读者同时读（因为读操作不会破坏数据）。
  • 写者（Writer）：
    修改资源（写入）；
    必须独占资源：当写者在写时，不能有其他写者或读者访问。
• 资源： 共享文件

解决方案

读优先（Reader Priority）

• 只要有读者在读，后续的读者可以立即进入
• 写者必须等待所有读者完成才能写
• 缺点：可能导致写者饥饿（一直有读者进来，写者等不到机会）

sempphore rw = 1;           // 互斥信号量，控制读写、写写操作的互斥
smpaphore mutex = 1;        // 互斥信号量，用于互斥访问共享变量count
int count = 0;              // 当前读者数量

cobegin
Writer() {
    while(1) {
        P(rw);
        writer data;
        V(rw);
    }
}

Reader(){
    while(1) {
        P(mutex);
        if(count == 0)      // 第一个读者，阻止写者写入
            P(rw);
        count ++;
        V(mutex);

        read data;

        P(mutex);
        count --;
        if(count == 0)      // 最后一个读者，允许写者写入
            V(rw);
        V(mutex);
    }
}
coend

写优先（Writer Priority）

• 一旦有写者到达，后续的读者就不能进入
• 写者不会被新来的读者“插队”
• 避免写者饥饿，但可能导致读者饥饿

sempphore rw = 1;           // 互斥信号量，控制读写、写写操作的互斥
smpaphore mutex = 1;        // 互斥信号量，用于互斥访问共享变量count
sempaphore queue = 1;       // 互斥信号量，用于实现读写公平，确保写者可以顺利排队
int count = 0;              // 当前读者数量

cobegin
Writer() {
    while(1) {
        P(queue);           // 排队，确保读写公平
        P(rw);
        writer data;
        V(rw);
        V(queue);
    }
}

Reader(){
    while(1) {
        P(queue);           // 排队，确保读写公平
        P(mutex);
        if(count == 0)      // 第一个读者，阻止写者写入
            P(rw);
        count ++;
        V(mutex);
        V(queue);

        read data;

        P(mutex);
        count --;
        if(count == 0)      // 最后一个读者，允许写者写入
            V(rw);
        V(mutex);
    }
}
coend