读者写者实验报告

1、操作系统原理实验报告实验名称:操作系统XXX名:号:XXXXXXXXXXXXX级:XXX指导老师:、实验内容在Windows2000 环境下，创建一个控制台进程，此进程包含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和写者优先的读者-写者问题。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。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

2、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。运行结果显示要求：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。、实验目的在Windows2000 环境下，创建一个控制台进程，此进程包含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和写者优先的读者-写者问题。三、实验原理1）.读者优先

3、读者优先指的是除非有写者在写文件，否则读者不需要等待。所以可以用一个整 型变量read_count记录当前的读者数目，用于确定是否需要释放正在等待的写 者线程（当read_count=O 时，表明所有的读者读完，需要释放写者等待队列中的一个写者）。每一个读者开始读文件时，必须修改read_count变量。因此需要一个互斥对象 mutex来实现对全局变量read_count修改时的互斥。另外，为了实现写-写互斥，需要增加一个临界区对象 write。当写者发出写请求时，必须申请临界区对象的所有权。通过这种方法，也可以实现读-写互斥，当 read_count=l时（即第一个读者到来时），读者线程也必

4、须申请临界区对象的所有权。当读者拥有临界区的所有权时，写者阻塞在临界区对象 write上。当写者拥有临界区的所有权时，第一个读者判断完"read_count=1" 后阻塞在write 上, 其余的读者由于等待对read_count的判断，阻塞在 mutex上。2）.写者优先写者优先与读者优先类似；不同之处在于一旦一个写者到来，它应该尽快对文件 进行写操作，如果有一个写者在等待，则新到来的读者不允许进行读操作。 为此 应当添加一个整型变量write_count，用于记录正在等待的写者的数目，当write_cou nt=O 时，才可以释放等待的读者线程队列。为了对全局变量wri

5、te_count实现互斥，必须增加一个互斥对象mutex3 。为了实现写者优先，应当添加一个临界区对象read，当有写者在写文件或等待时，读者必须阻塞在read上。读者线程除了要对全局变量read_cou nt实现操作上的互斥外，还必须有一个互斥对象对阻塞,read这一过程实现互斥。这两个互斥对象分别命名为mutex1和 mutex2。四、实验过程 在Windows2000 环境下，创建一个控制台进程。用VC+实现。读者优先指的是除非有写者在写文件，否则读者不需要等待。所以可以用一个整 型变量read_count记录当前的读者数目，用于确定是否需要释放正在等待的写 者线程（当read_coun

6、t=O 时，表明所有的读者读完，需要释放写者等待队列中的一个写者）。每一个读者开始读文件时，必须修改read_count变量。因此需要一个互斥对象mutex来实现对全局变量read count修改时的互斥。另外，为了实现写-写互斥，需要增加一个临界区对象 write。当写者发出写请求时，必须申请临界区对象的所有权。通过这种方法，也可以实现读-写互斥，当 read_count=l时（即第一个读者到来时），读者线程也必须申请临界区对象的所有权。当读者拥有临界区的所有权时，写者阻塞在临界区对象 write上。当写者拥有临界区的所有权时，第一个读者判断完"read_count=1"

7、 后阻塞在write 上, 其余的读者由于等待对read_count的判断，阻塞在 mutex上。写者优先与读者优先类似；不同之处在于一旦一个写者到来，它应该尽快对文件 进行写操作，如果有一个写者在等待，则新到来的读者不允许进行读操作。 为此应当添加一个整型变量write_count，用于记录正在等待的写者的数目，当write_cou nt=O 时，才可以释放等待的读者线程队列。为了对全局变量write_count实现互斥，必须增加一个互斥对象mutex3 。为了实现写者优先，应当添加一个临界区对象read，当有写者在写文件或等待时，读者必须阻塞在read上。读者线程除了要对全局变量read_

8、cou nt实现操作上的互斥外，还必须有一个互斥对象对阻塞,read这一过程实现互斥。这两个互斥对象分别命名为mutexi和 mutex2。结构:头文件定义全局变量RP_ReaderThread ()读者优先-读者线程RP_WriterThread()读者优先-写者线程Readerpriority ()读者优先处理函数WP_ReaderThrea ()写者优先-读者线程WP_WriterThread ()写者优先-写者线程WriterPriority()写者优先处理函数主函数：包含对dat文件的读取以及函数的调用。代码：附录 五、实验结果界面:1. Aeadet PrLoiiti，2. Wri

9、ter Pr£oi*itiJ3.1xit to UindowsEnter yeup clioictl”2,测试数据:5 W 5.1 3结果读者优先Jrz-tc t lircad 2 Jriter ±ki*e ad Reade r thre adJrite thread 5 Header thread (Jpite tliiwad 2 RefinerReader Headei*Readep Headei'Jritei«thread thread thread thread thread threadJrite thread 5 )11 reader and3

10、cnt；3 the writ; in日 rcquiirc . be 甘 ins to write to t lie filemerits tlie reo.dir'g req,la ii'c» seits tlie writ In £f require - wants tbr readlreqmIr-e* f11Isbed uritln to the begins to read file* begins to read file, begins t* read file* finished reading fil« finished readin

11、g file, begins to upit« to the FinisFied uniting to thefile.file, file.wi*iter haue finished ot>erat inv.Press Anv Keu to Uoutinue：_写者优先Thread lnfo()Hriter Rcculcr Writer Fteculcr Writer Wi-lter Ji-lter BtreiUer Reader Reeder Reeder KeederIzhi'CAd thread thrcAd thread thread thread threa

12、d thread thread thread thread thread thread223542553$1$1a ents tlie begins toStlie5 Bnt« tlie5 ent'S' tlieuritrE4uir-e wr Ltc ta t he file. rcAil ingwr i.t in'9 ruyii'c. rcAd ingrequ ire -rcQU ire * Flu Is Fed Tltlng to the file - begins to write to ti*： file, finished vr-ltLna

13、Co the file. begins to read file, beyIns to read file, bugrlns to read file, finished reading file, finis lied read tnsr f il&.nil reader and writer have fInished operating>Vess Pny Key to Goutinue；六、实验心得体会通过对读者写者问题的编程，对线程有了更深的了解，希望在后面的学习中懂得更多。七、参考文献老师提供的资料，以及互联网查阅。八、附录#in elude "wi ndow

14、s.h" #in elude vconi o.h> #i nclude <stdlib.h> #in elude <fstream.h> #i nclude <io.h>#in elude <stri ng.h>#i nclude <stdio.h>#i nclude "wi nbase.h"#defi ne READER'R'/读者/写者#defi ne WRITER#define INTE PER SEC1000/每秒时钟中断的数目#defi ne MAX_THREAD_NUM6

15、4/最大线程数/读者计数/写者计数int n ReaderC nt = 0;int n WriterC nt = 0;HANDLE hWrite:CreateSema phore(NULL, 1, 1, NULL );/写开始信号HANDLE hRead:CreateSema phore(NULL, 1, 1, NULL );/读开始信号HANDLE hRCMutex=:CreateMutex( NULL, FALSE, NULL );HANDLE hWCMutex=:CreateMutex( NULL, FALSE, NULL );HANDLE hReadMutex=:CreateMutex

16、( NULL, FALSE, NULL );/从测试数据文件中获取的线程信息struct ThreadI nfonSerialNo=0;cType='A' 一 )dDelayTime=0.0;dOp eTime=0.0;intnSerialNo;/线程序号charcType;/线程类别doubledDelayTime;/线程延迟时间doubledOp eTime;/线程读写操作时间;/读者优先-读者线程/ P:读者线程信息 void RP _ReaderThread(void *p)int nSerialNo = (ThreadInfo*)(p)->nSerialNo;

17、/ 从文件中读取 线程序号DWORD dwReadTime = (DWORD)(Threadl nfo*)( p)->d Op eTimeINTE _P ER_SEC );DWORD dwDelay(DWORD)(ThreadI nfo*)( p)->dDelayTimeINTE _P ER_SEC );Slee p( dwDelay );prin tf("Reader thread %d sents the readi ng require.' n",n SerialNo);WaitForSi ngleObject( hRCMutex, INFINIT

18、E );n ReaderC nt+;if( n ReaderC nt = 1 )WaitForSi ngleObject( hWrite, INFINITE );ReleaseMutex(hRCMutex);prin tf( "Reader thread %d beg ins to read file.n", n SerialNo );Slee p( dwReadTime );prin tf( "Reader thread %d fini shed readi ng file.n", n SerialNo );WaitForSi ngleObject(

19、hRCMutex, INFINITE );n ReaderC nt-;if( n ReaderC nt = 0 )ReleaseSema phore( hWrite, 1, NULL );ReleaseMutex(hRCMutex);/读者优先-写者线程/ P:写者线程信息void RP _WriterThread(void *p)从参数中获得信息int nSerialNo = (Threadl nfo*)( p)-> nSerialNo ; /DWORD dwWriteTime = (DWORD)(Threadl nfo*)( p)->d Op eTime *INTE _P ER

20、_SEC );DWORD dwDelay(DWORD)(ThreadI nfo*)( p)->dDelayTimeINTE _P ER_SEC );Slee p( dwDelay );prin tf("Write thread %d sents the writi ng require.' n", nSerialNo);WaitForSi ngleObject( hWrite, INFINITE );prin tf( "Writer thread %d beg ins to write to the file.'n", n Seri

21、alNo );Slee p( dwWriteTime );prin tf( "Write thread %d fin ished writi ng to the file.'n", n SerialNo );ReleaseSema phore( hWrite, 1, NULL );/读者优先处理函数 / file:文件名 void Reader Priority( char *file )DWORD dwThreadID = 0;int n ThreadC nt = 0;n ReaderC nt = 0;/初始化读写者计数HANDLE hThreadsMAX_THR

22、EAD_NUM;Threadl nfo oThreadI nfoMAX_THREAD_NUM;ifstream in File;inF ile. open ( file );prin tf( "Reader Priority:nn");while( in File )/读入每一个读者，写者的信息inF ile>>oThread lnfon ThreadC nt .n SerialNo;inF ile>>oThread lnfon ThreadC nt.cT ype;inF ile>>oThread lnfon ThreadC nt.dDe

23、layTime;inF ile>>oThread lnfon ThreadC nt.d Op eTime;if (S' != oThreadl nfon ThreadC nt.cTy pe )n ThreadC nt+;in File.getO;/创建线程 for( int i = 0; i< n ThreadC nt; i+ )0,if( oThreadl nfoi.cTy pe=READER ) | ( oThreadl nfoi.cTy pe ='r')hThreadsiCreateThread(NULL,(LPTHREAD_START_ROUT

24、INE)(RP_ReaderThread),/ 创建读者进程& oThreadl nfoi.CREATE_SUS PENDED, & dwThreadID );elsehThreadsiCreateThread(NULL,0,(L PTHREAD_START_ROUTINE)(R P_WriterThread),/创建写线程& oThreadl nfoi,CREATE_SUS PENDED, & dwThreadID );for( i = 0; i< n ThreadC nt; i+ )ResumeThread( hThreadsi);WaitForMul

25、t ip leObjects( nThreadC nt, hThreads, TRUE, INFINITE );prin tf( "All reader and writer have fini shed op erati ng.n");/写者优先-读者线程/ P:读者线程信息从参数中得到信息void WP_ReaderThread( void *p )int nSerialNo = (Threadl nfo*)( p)-> nSerialNo ; /DWORD dwReadTime = (DWORD)(Threadl nfo*)( p)->d Op eTime

26、INTE _P ER_SEC );DWORD dwDelay(DWORD)(ThreadI nfo*)( p)->dDelayTimeINTE _P ER_SEC );Slee p( dwDelay );prin tf("Reader thread %d sents the readi ng require.n",n SerialNo);WaitForSi ngleObject( hReadMutex, INFINITE );WaitForSi ngleObject( hRead, INFINITE );WaitForSi ngleObject( hRCMutex,

27、INFINITE );n ReaderC nt+;if(n ReaderC nt=1)WaitForSi ngleObject( hWrite, INFINITE );ReleaseMutex( hRCMutex );ReleaseSema phore( hRead, 1, NULL );ReleaseMutex( hReadMutex );prin tf( "Reader thread %d beg ins to read file.' n", n SerialNo );Slee p( dwReadTime );file.'n", nSerial

28、No );prin tf( "Reader thread %d fini shed readi ngWaitForSi ngleObject( hRCMutex, INFINITE );n ReaderC nt-;if( n ReaderC nt = 0 )ReleaseSema phore( hWrite, 1, NULL );ReleaseMutex( hRCMutex );/写者优先-写者线程/ P：写者线程信息 void WP _WriterThread( void *p )int nSerialNo = (Threadl nfo*)( p)-> nSerialNo;D

29、WORD dwWriteTime = (DWORD)(Threadl nfo*)( p)->d Op eTime *INTE _P ER_SEC );DWORD dwDelay(DWORD)(ThreadI nfo*)( p)->dDelayTimeINTE _P ER_SEC );Slee p( dwDelay );prin tf("Writer thread %d sents the writi ng require.' n", nSerialNo);WaitForSi ngleObject( hWCMutex, INFINITE );n Write

30、rC nt+;if( n WriterC nt = 1 )WaitForSi ngleObject( hRead, INFINITE );ReleaseMutex(hWCMutex);WaitForSi ngleObject( hWrite, INFINITE );prin tf( "Writer thread %d beg ins to write to the file.'n", n SerialNo );Slee p( dwWriteTime );prin tf( "Writer thread %d fini shed writi ng to the

31、 file.'n", n SerialNo );ReleaseSema phore( hWrite, 1, NULL );WaitForSi ngleObject( hWCMutex, INFINITE );n WriterC nt-;if( n WriterC nt = 0 )ReleaseSema phore( hRead, 1, NULL );ReleaseMutex(hWCMutex);/写者优先处理函数/ file:文件名void WriterPnority( char * file )int n ThreadC nt = 0;DWORD dwThreadID;HA

32、NDLE hThreadsMAX_THREAD_NUM;ThreadI nfo oThreadI nfoMAX_THREAD_NUM;n ReaderC nt=O;n WriterC nt=0;ifstream in File;inF ile. open (file);prin tf("Writer priority:nn");while(i nFile)inF ile>>oThread lnfon ThreadC nt .n SerialNo;inF ile>>oThread lnfon ThreadC nt.cT ype;inF ile>>oThread lnfon ThreadC nt.dDelayTime;inF ile>>oThread lnfon ThreadC nt.d Op eTime;if (S' != oThreadl nfon ThreadC nt.cTy pe )n ThreadC nt+;创建线程in File.getO;for( int i = 0 ;i < n ThreadC nt; i+ ) /if( oThreadlnfoi.cTypeR