实验一-读写者问题

1、实验一 读者-写者问题模拟实现一、实验题目模拟实现读者-写者问题二、实验目的通过模拟实现经典的读者写者问题，巩固对同步机制的学习，学会运用信号量、PV原语处理进程间的同步和互斥。三、实验要求设计实现读者-写者问题模拟程序。在Windows xp环境下，创建一个控制台程序，此程序包含n个线程。用这n个线程来表示n个读者或写者。每个线程按相应测试数据文件(后面有介绍)的要求进行读写操作。用信号量机制分别实现读者优先或写者优先的读者-写者问题。提示：1、读者-写者问题的读写操作限制(包括读者优先和写者优先):1)写-写互斥，即不能有两个写者同时进行写操作。2)读-写互斥，即不能同时有一个线程在读，而

2、另一个线程在写。，3)读-读允许，即可以有一个或多个读者在读。 如果读者来： 无读者、写者，新读者可以读 有写者等待，但有其他读者正在读，新读者可以读 有写者写，新读者等 如果写者来： 无读者，新写者可以写 有读者，新写者等待 有其他写者，新写者等待读者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一个读者正在进行读操作，则该读者可直接开始读操作。写者优先的附加限制:如果一个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于等待状态后才能开始读操作。2、P、 V操作如下 读者：BEGINP(mutex);/上锁，互斥其他读者，为了保证只有一个读者改变read_

3、countread_count:=read_count+1;IF read_count=1 /第一个读者，则上写者的锁，保证读得时候不能让写者写THEN P(writer)V(mutex);读文件；P(mutex); /同上，互斥读者，为了保证只有一个读者改变read_countread_count:=read_count-1;IF read_count=0 /最后一个读者，signal写者，可以写THEN V(write);V(mutex);END; 写者：BEGINP(write);写文件;V(write);END;四、实验报告提纲1、实验题目及要求。2、程序中使用的数据结构及window

4、s API函数说明。如：CreateSemaphore( )WaitForSingleObject( )ReleaseSemaphore( )CreateThread( )Sleep（）system(pause);等3、程序调试（按照以下测试数据要求进行调试并截图表示）（1）测试数据文件格式测试数据文件包括n行测试数据，分别描述创建的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。每行测试数据包括四个字段，各个字段间用空格分隔。第一字段为一个正整数，表示线程序号。第二字段表示相应线程角色，R表示读者，w表示写者。第三字段为一个正数，表示读写操作的开始时间:线程创建后，延迟相应时间(单

5、位为秒)后发出对共享资源的读写申请。第四字段为一个正数，表示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。下面是一个测试数据文件的例子:1，W, 3, 5, 2, W, 16, 5, 3, R, 5, 2,4, W, 6, 5,5, R, 4, 36，R, 11,4（2）运行结果显示要求利用以上测试数据要求在每个线程创建、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，以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。4、 结果分析和讨论。5、 附一份源程序并附上注释。实验要求（二者选一）：1、参考“代码参考”（见下页）

6、代码设计内容，对程序进行必要的修改并加注释。按要求完成实验报告 2、自己动手设计数据结构，并完成程序代码，代码正确无误，实验报告完整。代码参考#include #include #include #include #include #include #define MAX_PERSON 100#define READER 0 /读者#define WRITER 1 /写者#define END -1#define R READER#define W WRITER typedef struct _PersonHANDLE m_hThread;/定义处理线程的句柄int m_nType;/进程类型

7、（读写）int m_nStartTime;/开始时间int m_nWorkTime;/运行时间int m_nID;/进程号Person; Person g_PersonsMAX_PERSON;int g_NumPerson = 0;long g_CurrentTime= 0;/基本时间片数 int g_PersonLists = /进程队列1, W, 4, 5, 2, W, 16, 4, 3, R, 5, 2,4, W, 6, 5, 5, R, 4, 3, END,;int g_NumOfReading = 0;int g_NumOfWriteRequest = 0;/申请写进程的个数HAND

8、LE g_hReadSemaphore;/读者信号HANDLE g_hWriteSemaphore;/写者信号bool finished = false; /所有的读完成void CreatePersonList(int *pPersonList);bool CreateReader(int StartTime,int WorkTime,int ID);bool CreateWriter(int StartTime,int WorkTime,int ID);DWORD WINAPI ReaderProc(LPVOID lpParam);DWORD WINAPI WriterProc(LPVOI

9、D lpParam);int main()g_hReadSemaphore = CreateSemaphore(NULL,1,100,NULL); /创建信号量g_hWriteSemaphore = CreateSemaphore(NULL,1,100,NULL); /创建信号量CreatePersonList(g_PersonLists); / Create All the reader and writersprintf(Created all the reader and writern.n);g_CurrentTime = 0;while(true)g_CurrentTime+;Sle

10、ep(100); / 100 msprintf(CurrentTime = %dn,g_CurrentTime);if(finished) return 0;system (pause); / return 0;void CreatePersonList(int *pPersonLists)int i=0;int *pList = pPersonLists;bool Ret;while(pList0 != END)switch(pList1)case R:Ret = CreateReader(pList2,pList3,pList0);/break; case W:Ret = CreateWr

11、iter(pList2,pList3,pList0);break;if(!Ret)printf(Create Person %d is wrongn,pList0); pList += 4; / move to next person listDWORD WINAPI ReaderProc(LPVOID lpParam)/读过程Person *pPerson = (Person*)lpParam;/ wait for the start timewhile(g_CurrentTime != pPerson-m_nStartTime) printf(Reader %d is Requesting

12、 .n,pPerson-m_nID);printf(nn*n);/ wait for the write requestWaitForSingleObject(g_hReadSemaphore,INFINITE); if(g_NumOfReading =0)WaitForSingleObject(g_hWriteSemaphore,INFINITE); g_NumOfReading+;ReleaseSemaphore(g_hReadSemaphore,1,NULL);pPerson-m_nStartTime = g_CurrentTime;printf(Reader %d is Reading

13、 the Shared Buffer.n,pPerson-m_nID);printf(nn*n);while(g_CurrentTime m_nStartTime + pPerson-m_nWorkTime)printf(Reader %d is Exit.n,pPerson-m_nID);printf(nn*n);WaitForSingleObject(g_hReadSemaphore,INFINITE);g_NumOfReading-;if(g_NumOfReading = 0)ReleaseSemaphore(g_hWriteSemaphore,1,NULL);/此时没有读者，可以写Re

14、leaseSemaphore(g_hReadSemaphore,1,NULL);if(pPerson-m_nID = 4) finished = true; /所有的读写完成ExitThread(0);return 0;DWORD WINAPI WriterProc(LPVOID lpParam)Person *pPerson = (Person*)lpParam;/ wait for the start timewhile(g_CurrentTime != pPerson-m_nStartTime)printf(Writer %d is Requesting .n,pPerson-m_nID

15、);printf(nn*n);WaitForSingleObject(g_hWriteSemaphore,INFINITE);/ modify the writers real start timepPerson-m_nStartTime = g_CurrentTime;printf(Writer %d is Writting the Shared Buffer.n,pPerson-m_nID);while(g_CurrentTime m_nStartTime + pPerson-m_nWorkTime)printf(Writer %d is Exit.n,pPerson-m_nID);pri

16、ntf(nn*n);/g_NumOfWriteRequest-;ReleaseSemaphore(g_hWriteSemaphore,1,NULL);if(pPerson-m_nID = 4) finished = true;/所有的读写完成ExitThread(0);return 0;bool CreateReader(int StartTime,int WorkTime,int ID)DWORD dwThreadID;if(g_NumPerson = MAX_PERSON)return false;Person *pPerson = &g_Personsg_NumPerson;pPerso

17、n-m_nID = ID;pPerson-m_nStartTime = StartTime;pPerson-m_nWorkTime = WorkTime;pPerson-m_nType = READER;g_NumPerson+;/ Create an New ThreadpPerson-m_hThread= CreateThread(NULL,0,ReaderProc,(LPVOID)pPerson,0,&dwThreadID);if(pPerson-m_hThread = NULL)return false;return true;bool CreateWriter(int StartTime,int WorkTime,int ID)DWORD dwThreadID;if(g_NumPerson = MAX_PERSON) return false;Person *pPerson = &g_Personsg_NumPerson;pPe