讀者-作家訪問多個讀者

Question

在UNIX中實現WRITER-READER問題時，我有一些無法解決的問題。 首先是我不知道，我該如何修改代碼以使其正常工作，就像線程總是在調用進入閱覽室一樣。 例如，當作家在閱覽室中時，讀者正在等待訪問閱覽室。 當作家逃離閱覽室而讀者進入閱覽室時，他仍在等待機會。 第二個是我不知道如何修改代碼以允許一些讀者進入閱覽室。 在我的代碼中，閱覽室中只能同時有一個線程。 第三個是，如何識別作家或讀者是否挨餓？ 我的代碼中哪一個餓了？

這是代碼：

#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;
}

在此先感謝您的幫助！

編輯：//在這種情況下如何避免比賽？

Answer 1

您可以使用一個互斥鎖和兩個條件變量來實現此目的。

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);
}

這種實現對讀者來說是不公平的，這意味着如果有作家寫作，讀者將永遠無法選擇閱讀。 這是因為寫作比閱讀更重要。 如果您不這樣認為，我也可以提供對作家不公平的版本。

當作者等於零時，讀者可以選擇僅閱讀。 如果只有一個作家，那么作家將不會為零，讀者也無法閱讀。

如果有多個作者，則變量active_writers將確保一次只能有一個作者。

編輯

下面是飢餓作家的版本。 對於讀者來說，這是相同的代碼。

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);
}