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基于C++的讀者與寫者問題read—write problem的實(shí)現(xiàn)(一)
基于C++的讀者與寫者問題的實(shí)現(xiàn) 1
１．設(shè)計(jì)題目與要求 1
２．總的設(shè)計(jì)思想及系統(tǒng)平臺(tái)、語(yǔ)言、工具等 1
2.1 設(shè)計(jì)思想 1
2.2 系統(tǒng)平臺(tái)，語(yǔ)言，工具 4
３．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模塊說明（功能與流程圖） 4
3.1 功能實(shí)現(xiàn) 4
3.2 流程圖 6
４．源程序 7
4.1 .ReaderAndWriter.CPP // 具體的實(shí)現(xiàn) 7
4.2.thread.dat //輔助的文件，但是必不可以少 15
５．運(yùn)行結(jié)果與運(yùn)行情況 15
６．調(diào)試記錄 17
７．自我評(píng)析和總結(jié) 18
基于C++的讀者與寫者問題read—write problem的實(shí)現(xiàn)
１．設(shè)計(jì)題目與要求
讀者寫者問題（read—write problem）是一個(gè)經(jīng)典的并發(fā)程序設(shè)計(jì)問題。有兩組并發(fā)進(jìn)程：讀者和寫者，共享一個(gè)問題F，要求：（1）允許多個(gè)讀者可同時(shí)對(duì)之執(zhí)行讀操作；（2）只允許一個(gè)寫者往文件中寫信息；（3）任一寫者在完成寫操作之前不允許其他讀者或者寫者工作；（4）寫者執(zhí)行寫操作前，應(yīng)讓已有的寫者和讀者全部退出。
２．總的設(shè)計(jì)思想及系統(tǒng)平臺(tái)、語(yǔ)言、工具等
2.1 設(shè)計(jì)思想
根據(jù)題目要求，首先分析了以下4種可能發(fā)生的情況：
第 1 種情況: 讀者的優(yōu)先權(quán)比寫者高，而且，不用調(diào)配。
所有讀者的優(yōu)先權(quán)都比寫者的優(yōu)先權(quán)高，而且，不用調(diào)配。一個(gè)讀者需要等待的唯一情況是，一個(gè)寫者已經(jīng)占用了文件。一個(gè)寫者可以取得文件的條件是，沒有一個(gè)讀者處在等待狀態(tài)或正在讀文件。允許讀者們結(jié)盟，以便能長(zhǎng)期占用文件，而禁止寫者的寫。
第 2 種情況: 在一個(gè)讀者已經(jīng)占有了文件的時(shí)候，全體讀者的優(yōu)先權(quán)才比寫者高。
在沒有任何一個(gè)讀者在讀文件時(shí)，讀者的優(yōu)先權(quán)和寫者的優(yōu)先權(quán)相同。相反，如果有一個(gè)讀者正在讀文件，則其余的各讀者都可以讀文件，而不管有多少寫者處在等待狀態(tài)。所有讀者都有權(quán)結(jié)盟，以便壟斷文件。
第 3 種情況: 寫者的優(yōu)先權(quán)比讀者的優(yōu)先權(quán)高。
在一個(gè)寫者提出要訪問文件時(shí)，就必須使其盡可能的得到文件，而且不用調(diào)配。也就是說，在出現(xiàn)這一請(qǐng)求時(shí)，占據(jù)著文件的各進(jìn)程都被執(zhí)行完以后，寫者可以立即得到文件。因此，在文件已為一寫者請(qǐng)求之后到來的那些讀者都必須等待，盡管某些讀者正在應(yīng)用文件，也是如此。所有寫者可以結(jié)盟，以便能長(zhǎng)期禁止讀者的讀。
第 4 種情況: 所有寫者的和所有讀者有相同的優(yōu)先權(quán)高，哪一類都不會(huì)有比另一類更高的優(yōu)先權(quán)。
如果一個(gè)讀者正在應(yīng)用文件，則在一個(gè)寫者請(qǐng)求文件之前到來的全體讀者，都能讀文件，而之后到來的讀者或?qū)懻�，則要等待，不必區(qū)分他們屬于哪一類進(jìn)程。如果一個(gè)寫者正在寫文件，則所有新到來的請(qǐng)求都必須等待。在這一寫者寫完之后，它就要喚醒處在等待隊(duì)列中的排在第一個(gè)位置的進(jìn)程。如果此時(shí)有幾個(gè)讀者連續(xù)排在等待隊(duì)列中的最前面各位置上，則它們可以同時(shí)去讀文件。
最后為了簡(jiǎn)化問題，將其分為兩種主要情況：
（1）讀者優(yōu)先：
如果沒有寫者正在操作，則讀者不需要等待，用一個(gè)整型變量readcount記錄當(dāng)前的讀者數(shù)目，用于確定是否釋放寫者線程，（當(dāng)readcout=0 時(shí)，說明所有的讀者都已經(jīng)讀完，釋放一個(gè)寫者線程），每個(gè) 讀者開始讀之前都要修改readcount,為了互斥的實(shí)現(xiàn)對(duì)readcount 的修改，需要一個(gè)互斥對(duì)象Mutex來實(shí)現(xiàn)互斥。
另外，為了實(shí)現(xiàn)寫-寫互斥，需要一個(gè)臨界區(qū)對(duì)象 write,當(dāng)寫者發(fā)出寫的請(qǐng)求時(shí)，必須先得到臨界區(qū)對(duì)象的所有權(quán)。通過這種方法，可以實(shí)現(xiàn)讀寫互斥，當(dāng)readcount=1 時(shí)，（即第一個(gè)讀者的到來時(shí)，），讀者線程也必須申請(qǐng)臨界區(qū)對(duì)象的所有權(quán).
當(dāng)讀者擁有臨界區(qū)的所有權(quán)，寫者都阻塞在臨界區(qū)對(duì)象write上。當(dāng)寫者擁有臨界區(qū)對(duì)象所有權(quán)時(shí)，第一個(gè)判斷完readcount==1 后，其余的讀者由于等待對(duì)readcount的判斷，阻塞在Mutex上！
（2）寫者優(yōu)先：
寫者優(yōu)先和讀者優(yōu)先有相同之處，不同的地方在：一旦有一個(gè)寫者到來時(shí)，應(yīng)該盡快讓寫者進(jìn)行寫，如果有一個(gè)寫者在等待，則新到的讀者操作不能讀操作，為此添加一個(gè)整型變量writecount,記錄寫者的數(shù)目，當(dāng)writecount=0時(shí)才可以釋放讀者進(jìn)行讀操作！
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)全局變量writecount的互斥訪問，設(shè)置了一個(gè)互斥對(duì)象Mutex3。
為了實(shí)現(xiàn)寫者優(yōu)先，設(shè)置一個(gè)臨界區(qū)對(duì)象read,當(dāng)有寫者在寫或等待時(shí)，讀者必須阻塞在臨界區(qū)對(duì)象read上。
讀者除了要一個(gè)全局變量readcount實(shí)現(xiàn)操作上的互斥外，還需要一個(gè)互斥對(duì)象對(duì)阻塞在read這一個(gè)過程實(shí)現(xiàn)互斥，這兩個(gè)互斥對(duì)象分別為mutex1和mutex2。
測(cè)試數(shù)據(jù)文件格式：測(cè)試數(shù)據(jù)文件包括n 行測(cè)試數(shù)據(jù)，分別描述創(chuàng)建的n 個(gè)線程是讀者還是寫者，以及讀寫操作的開始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。每行測(cè)試數(shù)據(jù)包括四個(gè)字段，各字段間用空格分隔。第一字段為一個(gè)正整數(shù)，表示線程序號(hào)。第一字段表示相應(yīng)線程角色，R 表示讀者是，W 表示寫者。第二字段為一個(gè)正數(shù)，表示讀寫操作的開始時(shí)間。線程創(chuàng)建后，延時(shí)相應(yīng)時(shí)間（單位為秒）后發(fā)出對(duì)共享資源的讀寫申請(qǐng)。第三字段為一個(gè)正數(shù)，表示讀寫操作的持續(xù)時(shí)間。當(dāng)線程讀寫申請(qǐng)成功后，開始對(duì)共享資源的讀寫操作，該操作持續(xù)相應(yīng)時(shí)間后結(jié)束，并釋放共享資源。
下面是一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)文件的例子：
1 R 3 5
2 W 4 5
3 R 5 2
4 R 6 5
5 W 5.1 3
運(yùn)行結(jié)果顯示要求：要求在每個(gè)線程創(chuàng)建、發(fā)出讀寫操作申請(qǐng)、開始讀寫操作和結(jié)束讀寫操作時(shí)分別顯示一行提示信息，以確信所有處理都遵守相應(yīng)的讀寫操作限制。
2.2 系統(tǒng)平臺(tái)，語(yǔ)言，工具
本次設(shè)計(jì)在WINDOWS XP操作系統(tǒng)平臺(tái)下，使用c++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)讀者與寫者問題。使用的軟件是Visual C++。
３．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模塊說明（功能與流程圖）
3.1 功能實(shí)現(xiàn)
相關(guān)API介紹：
線程控制：
CreateThread 完成線程創(chuàng)建，在調(diào)用進(jìn)程的地址空間上創(chuàng)建一個(gè)線程，以執(zhí)行指定的函數(shù)；它的返回值為所創(chuàng)建線程的句柄。
HANDLE CreateThread（
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD
DWORD dwStackSize, // initial stack size
LPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress, // thread function
LPVOID lpParameter, // thread argument
DWORD dwCreationFlags, // creation option
LPDWORD lpThreadId // thread identifier
）;
ExitThread 用于結(jié)束當(dāng)前線程。
VOID ExitThread（DWORD dwExitCode // exit code for this thread）;
Sleep 可在指定的時(shí)間內(nèi)掛起當(dāng)前線程。
VOID Sleep（DWORD dwMilliseconds // sleep time）;
信號(hào)量控制：
CreateMutex 創(chuàng)建一個(gè)互斥對(duì)象，返回對(duì)象句柄；
HANDLE CreateMutex（
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, // SD
BOOL bInitialOwner, // initial owner
LPCTSTR lpName // object name）;
OpenMutex 打開并返回一個(gè)已存在的互斥對(duì)象句柄，用于后續(xù)訪問；
HANDLE OpenMutex（
DWORD dwDesiredAccess, // access
BOOL bInheritHandle, // inheritance option
LPCTSTR lpName // object name）;
ReleaseMutex 釋放對(duì)互斥對(duì)象的占用，使之成為可用。
BOOL ReleaseMutex（
HANDLE hMutex // handle to mutex）;
WaitForSingleObject 可在指定的時(shí)間內(nèi)等待指定對(duì)象為可用狀態(tài)；
DWORD WaitForSingleObject（
HANDLE hHandle, // handle to object
DWORD dwMilliseconds // time-out interval）;
測(cè)試文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：
struct ThreadInfo
{
int serial; //線程序號(hào)
char entity; //線程類別(判斷是讀者還是寫者線程)
double delay; //線程延遲時(shí)間
double persist; //線程讀寫操作時(shí)間
};
void RP_ReaderThread(void *p) // 讀者優(yōu)先情況下的讀者線程信息
void RP_WriterThread(void *p) //讀者優(yōu)先情況下的寫者線程信息
void ReaderPriority(char *file) //讀者優(yōu)先處理函數(shù)
void WP_ReaderThread(void *p) //寫者優(yōu)先情況下的讀者線程信息
void WP_ReaderThread(void *p) //寫者優(yōu)先情況下的寫者線程信息
void WriterPriority(char *file) //寫者優(yōu)先處理函數(shù)
int main(int argc,char *argv //主函數(shù),負(fù)責(zé)調(diào)用讀者或者寫者優(yōu)先函數(shù)
3.2 流程圖
否
是
是 否
否
否 是 否
是
是
否
否
是
４．源程序
4.1 .ReaderAndWriter.CPP // 具體的實(shí)現(xiàn)
#include "windows.h"
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream.h>
#include <io.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define READER 'R' //讀者
#define WRITER 'W' //寫者
#define INTE_PER_SEC 1000 //每秒時(shí)鐘中斷的數(shù)目
#define MAX_THREAD_NUM 64 //最大線程數(shù)
#define MAX_FILE_NUM 32 //最大文件數(shù)目數(shù)
#define MAX_STR_LEN 32 //字符串的長(zhǎng)度
int readcount=0; //讀者數(shù)目
int writecount=0; //寫者數(shù)目
CRITICAL_SECTION RP_Write; //臨界資源
CRITICAL_SECTION cs_Write;
CRITICAL_SECTION cs_Read;
struct ThreadInfo
{
int serial; //線程序號(hào)
char entity; //線程類別(判斷是讀者還是寫者線程)
double delay; //線程延遲時(shí)間
double persist; //線程讀寫操作時(shí)間
};
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 讀者優(yōu)先---讀者線程
//P:讀者線程信息
void RP_ReaderThread(void *p)
{
//互斥變量
HANDLE h_Mutex;
h_Mutex=OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,FALSE,"mutex_for_readcount");
DWORD wait_for_mutex; //等待互斥變量所有權(quán)
DWORD m_delay; //延遲時(shí)間
DWORD m_persist; //讀文件持續(xù)時(shí)間
int m_serial; //線程序號(hào)
// 從參數(shù)中獲得信息
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); //延遲等待
printf("Reader thread %d sents the reading require.\n",m_serial);
//等待互斥信號(hào),保證對(duì)ReadCount 的訪問,修改互斥
wait_for_mutex=WaitForSingleObject(h_Mutex,-1);
//讀者數(shù)目增加
readcount++;
if(readcount==1)
{
//第一個(gè)讀者,等待資源
EnterCriticalSection(&RP_Write);
}
ReleaseMutex(h_Mutex); //釋放互斥信號(hào)
//讀文件
printf("Reader thread %d begins to read file.\n",m_serial);
Sleep(m_persist);
//退出線程
printf("Reader thread %d finished reading file.\n",m_serial);
//等待互斥信號(hào),保證對(duì)ReadCount的訪問,修改互斥
wait_for_mutex=WaitForSingleObject(h_Mutex,-1);
//讀者數(shù)目減少
readcount--;
if(readcount==0)
{
//如果所有的讀者讀完,喚醒寫者
LeaveCriticalSection(&RP_Write);
}
ReleaseMutex(h_Mutex); //釋放互斥信號(hào)
}
//////////////////////////////////////////////////////////////
//P:寫者線程信息
void RP_WriterThread(void *p)
{
DWORD m_delay; //延遲時(shí)間
DWORD m_persist; //寫文件持續(xù)時(shí)間
int m_serial; //線程序號(hào)
// 從參數(shù)中獲得信息
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);
printf("Write thread %d sents the writing require.\n",m_serial);
//等待資源
EnterCriticalSection(&RP_Write);
//寫文件
printf("Writer thread %d begins to write to the file.\n",m_serial);
Sleep(m_persist);
//退出線程
printf("Write thread %d finished writing to the file.\n",m_serial);
//釋放資源
LeaveCriticalSection(&RP_Write);
}
//////////////////////////////////////////////////////////////
//讀者優(yōu)先處理函數(shù)
//file:文件名
void ReaderPriority(char *file)
{
DWORD n_thread=0; //線程數(shù)目
DWORD thread_ID; //線程ID
DWORD wait_for_all; //等待所有線程結(jié)束
//互斥對(duì)象
HANDLE h_Mutex;
h_Mutex=CreateMutex(NULL,FALSE,"mutex_for_readcount");
//線程對(duì)象的數(shù)組
HANDLE h_Thread[MAX_THREAD_NUM];
ThreadInfo thread_info[MAX_THREAD_NUM];
readcount=0; //初始化readcount
InitializeCriticalSection(&RP_Write); //初始化臨界區(qū)
ifstream inFile;
inFile.open (file);
printf("Reader Priority:\n\n");
while(inFile)
{
//讀入每一個(gè)讀者,寫者的信息
inFile>>thread_info[n_thread].serial;
inFile>>thread_info[n_thread].entity;
inFile>>thread_info[n_thread].delay;
inFile>>thread_info[n_thread++].persist;
inFile.get();
}
for(int i=0;i<(int)(n_thread);i++)
{
if(thread_info[i].entity==READER||thread_info[i].entity =='r')
{
//創(chuàng)建讀者進(jìn)程
h_Thread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(RP_ReaderThread),&thread_info[i],0,&thread_ID);
}
else
{
//創(chuàng)建寫線程
h_Thread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(RP_WriterThread),&thread_info[i],0,&thread_ID);
}
}
//等待所有的線程結(jié)束
wait_for_all=WaitForMultipleObjects(n_thread,h_Thread,TRUE,-1);
printf("All reader and writer have finished operating.\n");
}
////////////////////////////////////////////////////////
//寫者優(yōu)先---讀者線程
//P:讀者線程信息
void WP_ReaderThread(void *p)
{
//互斥變量
HANDLE h_Mutex1;
h_Mutex1=OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,FALSE,"mutex1");
HANDLE h_Mutex2;
h_Mutex2=OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,FALSE,"mutex2");
DWORD wait_for_mutex1; //等待互斥變量所有權(quán)
DWORD wait_for_mutex2;
DWORD m_delay; //延遲時(shí)間
DWORD m_persist; //讀文件持續(xù)時(shí)間
int m_serial; //線程的序號(hào)
//從參數(shù)中得到信息
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); //延遲等待
printf("Reader thread %d sents the reading require.\n",m_serial);
wait_for_mutex1=WaitForSingleObject(h_Mutex1,-1);
//讀者進(jìn)去臨界區(qū)
EnterCriticalSection(&cs_Read);
//阻塞互斥對(duì)象Mutex2,保證對(duì)readCount的訪問和修改互斥
wait_for_mutex2=WaitForSingleObject(h_Mutex2,-1);
//修改讀者的數(shù)目
readcount++;
if(readcount==1)
{
// 如果是第1個(gè)讀者,等待寫者寫完
EnterCriticalSection(&cs_Write);
}
ReleaseMutex(h_Mutex2);// 釋放互斥信號(hào) Mutex2
//讓其他讀者進(jìn)去臨界區(qū)
LeaveCriticalSection(&cs_Read);
ReleaseMutex(h_Mutex1);
//讀文件
printf("Reader thread %d begins to read file.\n",m_serial);
Sleep(m_persist);
//退出線程
printf("Reader thread %d finished reading file.\n",m_serial);
//阻塞互斥對(duì)象Mutex2,保證對(duì)readcount的訪問,修改互斥
wait_for_mutex2=WaitForSingleObject(h_Mutex2,-1);
readcount--;
if(readcount==0)
{
//最后一個(gè)讀者,喚醒寫者
LeaveCriticalSection(&cs_Write);
}
ReleaseMutex(h_Mutex2); //釋放互斥信號(hào)
}
///////////////////////////////////////////
//寫者優(yōu)先---寫者線程
//P:寫者線程信息
void WP_WriterThread(void *p)
{
DWORD wait_for_mutex3; //互斥變量
DWORD m_delay; //延遲時(shí)間
DWORD m_persist; //讀文件持續(xù)時(shí)間
int m_serial; //線程序號(hào)
HANDLE h_Mutex3;
h_Mutex3=OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,FALSE,"mutex3");
//從參數(shù)中獲得信息
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); //延遲等待
printf("Writer thread %d sents the reading require.\n",m_serial);
wait_for_mutex3=WaitForSingleObject(h_Mutex3,-1);
writecount++; //修改寫者數(shù)目
if(writecount==1)
{
EnterCriticalSection(&cs_Read);
}
ReleaseMutex(h_Mutex3);
EnterCriticalSection(&cs_Write);
printf("Writer thread %d begins to write to the file.\n",m_serial);
Sleep(m_persist);
printf("Writer thread %d finished writing to the file.\n",m_serial);
LeaveCriticalSection(&cs_Write);
wait_for_mutex3=WaitForSingleObject(h_Mutex3,-1);
writecount--;
if(writecount==0)
{
LeaveCriticalSection(&cs_Read);
}
ReleaseMutex(h_Mutex3);
}
/////////////////////////////////////////////
//寫者優(yōu)先處理函數(shù)
// file:文件名
void WriterPriority(char * file)
{
DWORD n_thread=0;
DWORD thread_ID;
DWORD wait_for_all;
HANDLE h_Mutex1;
h_Mutex1=CreateMutex(NULL,FALSE,"mutex1");
HANDLE h_Mutex2;
h_Mutex2=CreateMutex(NULL,FALSE,"mutex2");
HANDLE h_Mutex3;
h_Mutex3=CreateMutex(NULL,FALSE,"mutex3");
HANDLE h_Thread[MAX_THREAD_NUM];
ThreadInfo thread_info[MAX_THREAD_NUM];
readcount=0;
writecount=0;
InitializeCriticalSection(&cs_Write);
InitializeCriticalSection(&cs_Read);
ifstream inFile;
inFile.open (file);
printf("Writer priority:\n\n");
while(inFile)
{
inFile>>thread_info[n_thread].serial;
inFile>>thread_info[n_thread].entity;
inFile>>thread_info[n_thread].delay;
inFile>>thread_info[n_thread++].persist;
inFile.get();
}
for(int i=0;i<(int)(n_thread);i++)
{
if(thread_info[i].entity==READER||thread_info[i].entity =='r')
{
//創(chuàng)建讀者進(jìn)程
h_Thread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(WP_ReaderThread),&thread_info[i],0,&thread_ID);
}
else
{
//創(chuàng)建寫線程
h_Thread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(WP_WriterThread),&thread_info[i],0,&thread_ID);
}
}
//等待所有的線程結(jié)束
wait_for_all=WaitForMultipleObjects(n_thread,h_Thread,TRUE,-1);
printf("All reader and writer have finished operating.\n");
}
/////////////////////////////////////////////////////
//主函數(shù)
int main(int argc,char *argv[])
{
char ch;
while(true)
{
printf("*************************************\n");
printf(" 1.Reader Priority\n");
printf(" 2.Writer Priority\n");
printf(" 3.Exit to Windows\n");
printf("*************************************\n");
printf("Enter your choice(1,2,3): ");
do{
ch=(char)_getch();
}while(ch!='1'&&ch!='2'&&ch!='3');
system("cls");
if(ch=='3')
return 0;
else if(ch=='1')
ReaderPriority("thread.dat");
else
WriterPriority("thread.dat");
printf("\nPress Any Key to Coutinue:");
_getch();
system("cls");
}
return 0;
}
4.2.thread.dat //輔助的文件，但是必不可以少
1 r 3 5
2 w 4 5
3 r 5 2
4 r 6 5
5 w 5.1 3
５．運(yùn)行結(jié)果與運(yùn)行情況
對(duì)源程序進(jìn)行編譯,鏈接后,執(zhí)行程序:
當(dāng)選擇1 Reader Priority 時(shí)，程序運(yùn)行結(jié)果如下：
按任意建后會(huì)到主界面，然后選擇2.Writer Priority 后，程序運(yùn)行結(jié)果如下：
６．調(diào)試記錄
在編程過程中，沒有設(shè)置計(jì)數(shù)器來存儲(chǔ)讀者數(shù)目，結(jié)果在程序運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生了讀者與讀者的互斥。之后通過翻閱資料，了解了需要加入計(jì)數(shù)器來控制讀者與讀者之間的同等優(yōu)先，同時(shí)也用于控制寫者進(jìn)程的釋放，既當(dāng)計(jì)數(shù)器為0的時(shí)候，允許寫進(jìn)程訪問文件。
在加入計(jì)數(shù)器后，重新編寫程序，就解決了以上問題。當(dāng)程序通過編譯鏈接之后，運(yùn)行程序，得到了正確的結(jié)果。然后修改文件thread.dat中的參數(shù)：
1 R 3 4
2 R 4 3
3 W 4 5
重新對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試，分別選擇讀者優(yōu)先和寫者優(yōu)先，結(jié)果正確。
最后修改文件thread.dat中的參數(shù)，使用更多的讀寫請(qǐng)求：
1 W 2 5
2 R 3 4
3 W 5 3
4 R 6 5
5 R 7 4
6 W 9 5
7 R 11 4
8 R 14 5
9 W 17 6
10 R 20 5
運(yùn)行程序的結(jié)果都正確。讀者寫者問題程序設(shè)計(jì)成功。
７．自我評(píng)析和總結(jié)
課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.
操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，使用和發(fā)展是近四十余年來計(jì)算機(jī)軟件的一個(gè)重大進(jìn)展。操作系統(tǒng)中引入并發(fā)程序設(shè)計(jì)技術(shù)后，程序的執(zhí)行不在是順序的。一個(gè)程序未執(zhí)行完而另一個(gè)程序便已開始執(zhí)行，程序挖補(bǔ)的順序特性消失，程序與計(jì)算不再一一對(duì)應(yīng)，所以操作系統(tǒng)引進(jìn)進(jìn)程概念來描述這種變化。讀者與寫者問題就是一個(gè)經(jīng)典的并發(fā)程序設(shè)計(jì)問題。
在開始做課程設(shè)計(jì)時(shí)，我首先翻閱了很多關(guān)于并發(fā)程序的書籍，找到了基本的解決方法，那就是信號(hào)量的使用。記錄型信號(hào)量和PV操作不僅可以解決進(jìn)程的互斥，而且更是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的有力工具。但是發(fā)現(xiàn)光有信號(hào)量是解決不了讀者和寫者問題，因?yàn)樗凶x進(jìn)程不會(huì)相互互斥。所以程序?qū)π盘?hào)量進(jìn)行了改進(jìn)。引入了一個(gè)計(jì)數(shù)器，記錄讀者的數(shù)目，控制是否釋放寫者進(jìn)程。
做到這些，思路已經(jīng)基本確定。在變成過程中查閱了許多書籍，也對(duì)WINDOWS下的一些API做了些了解。
接近2周的課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了不少東西，從開始的查閱書籍，確定思路，到最后的編寫程序和調(diào)試。設(shè)計(jì)過程中遇到了不少困難，但在同學(xué)和老師的幫助下都一一克服了。
總之，每一次課程設(shè)計(jì)不僅是我們學(xué)習(xí)的好機(jī)會(huì)，而且是我們鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力的平臺(tái)，雖然有難度的東西總會(huì)讓人很抵觸，比如在課設(shè)過程中有很多郁悶的時(shí)候，一個(gè)小小的錯(cuò)誤一不小心就花去了自己一上午的時(shí)間，所以在這個(gè)過程中能夠磨練人的意志與耐心，最后感謝老師的指導(dǎo)與監(jiān)督，使我在課程設(shè)計(jì)過程中學(xué)到了書本是學(xué)不到的知識(shí)，同時(shí)也對(duì)操作系統(tǒng)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，為以后的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【基于C++的讀者與寫者問題read—write problem的實(shí)現(xiàn)(一】相關(guān)文章：
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