實驗二讀者寫者問題實驗報告

1、實驗二讀者寫者問題實驗報告CKBOOD was revised in the early morning of December 17, 2020.實驗二讀者寫者 問題實驗報告一、實驗?zāi)康腤indows2000/XP 提供了 互斥量(mutex)、信號量(semapore)、事件(event)等三 種同步對象和相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用，用于線程的互斥與同步。通過對讀者寫者問題的調(diào) 試，了解Windows2000/XP中的同步機制。二、實驗內(nèi)容及實驗步驟利用Windows2000/XP信號量機制，實現(xiàn)讀者寫者問題。在Windows 2000環(huán)境下，創(chuàng)建一個控制臺進程，此進程包含n個線程。用這n 個線程來表

2、示n個讀者或?qū)懻?。每個線程按相應(yīng)測試數(shù)據(jù)文件(后面有介紹)的要 求進行讀寫操作。用信號量機制分別實現(xiàn)讀者優(yōu)先和寫者優(yōu)先的讀者-寫者問題。讀者-寫者問題的讀寫操作限制(包括讀者優(yōu)先和寫者優(yōu)先)：寫-寫互斥，即不能有兩個寫者同時進行寫操作。讀-寫互斥，即不能同時有一個線程在讀，而另一個線程在寫。讀-讀允許，即可以有一個或多個讀者在讀。讀者優(yōu)先的附加限制：如果一個讀者申請進行讀操作時已有另一個讀者正在進 行讀操作，則該讀者可直接開始讀操作。寫者優(yōu)先的附加限制：如果一個讀者申請進行讀操作時已有另一寫者在等待訪 問共亨資源，則該讀者必須等到?jīng)]有寫者處于等待狀態(tài)才能開始讀操作。運行結(jié)果顯示要求：要求在每個

3、線程創(chuàng)建、發(fā)出讀寫操作申請、開始讀寫操作 和結(jié)果讀寫操作時分別顯示一行提示信息，以確定所有處理都遵守相應(yīng)的讀寫操作 限制。三、實驗結(jié)果及分析圖選擇界面第一字段為一個正整數(shù)，表示線程序號。第二字段表示相應(yīng)線程角色，R表示讀者 是，W表示寫者。第三字段為一個正數(shù)，表示讀寫操作的開始時間。線程創(chuàng)建后， 延時相應(yīng)時間（單位為秒）后發(fā)出對共享資源的讀寫申請。第四字段為一個正數(shù)， 表示讀寫操作的持續(xù)時間。當(dāng)線程讀寫申請成功后，開始對共亨資源的讀寫操作， 該操作持續(xù)相應(yīng)時間后結(jié)束，并釋放共享資源。下面是一個測試數(shù)據(jù)文件的例 子：1 R 3 52 W 4 53 R 5 24 R 6 5測試結(jié)果如下:圖讀者優(yōu)先

4、運行結(jié)果圖寫者優(yōu)先運行結(jié)果分析如下：將所有的讀者和所有的寫者分別放進兩個等待隊列中，當(dāng)讀允許時就讓讀者隊 列釋放一個或多個讀者，當(dāng)寫允許時，釋放第一個寫者操作。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，說明所有的 讀者都已經(jīng)讀完，釋放一個寫者線程），每個讀者開始讀之前都要修改 readcount,為了互斥的實現(xiàn)對readcount的修改，需要一個互斥對象Mutex來實 現(xiàn)互斥。另外，為了實現(xiàn)寫-寫互斥，需要一個臨界區(qū)對象write,當(dāng)寫者發(fā)出寫的請求 時，必須先得到臨界區(qū)對象的所

5、有權(quán)。通過這種方法，可以實現(xiàn)讀寫互斥，當(dāng) readcount二1時，（即第一個讀者的到來時，）,讀者線程也必須申請臨界區(qū)對象 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)對象write上。當(dāng)寫者擁有 臨界區(qū)對象所有權(quán)時，第一個判斷完readcount二二1后，其余的讀者由于等待對readcount的判斷，阻塞在Mutex上!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：一旦有一個寫者到來時，應(yīng) 該盡快讓寫者進行寫，如果有一個寫者在等待，則新到的讀者操作不能讀操作，為 此添加一個整型變量writecount,記錄寫者的數(shù)目，當(dāng)writ ecount=0時才可以釋 放讀考進行讀操

6、作！為了實現(xiàn)對全局變量writecount的互斥訪問，設(shè)置了一個互斥對象Mutex3o為了實現(xiàn)寫者優(yōu)先，設(shè)置一個臨界區(qū)對象read,當(dāng)有寫者在寫或等待時，讀者 必須阻塞在臨界區(qū)對象read上。讀者除了要一個全局變量readcount實現(xiàn)操作上的互斥外，還需要一個互斥對 象對阻塞在read這一個過程實現(xiàn)互斥，這兩個互斥對象分別為mutexl和 mutex2o附：源代碼如下：ttinclude ttinclude ttinclude ttinclude ttinclude ttinclude ttinclude ttdefine READER Rnz，, m_serial);nz，, m_seri

7、al);Sleep(m_persist);nz，, m_serial);n, m_serial);n，z, m_serial);Sleep(m_persist);n，z, m_serial);erial;inFilethread_infon_thread entity;inFilethread_infon_thread delay;inFilethread infon thread+persist;for (int i=0;iCreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE) (RP_ReaderThread),&thread_info _i, 0,

8、&thread_ID); n);n，z, m_serial);wait_for_mutexl二 WaitForSingleOb ject (h_Mutexl, -1);n，z, m_serial);Sleep(m_persist);n，z, m_serial);n, m_serial);n，z, mserial);Sleep(m_persist);nfy m_serial);erial;inFilethread_infon_thread entity;inFilethread_infon_thread delay;inFilethread_infon_thread+ persist;();fo

9、r (int 1=0;i (int)(n_thread);i+)if (thread_infoi. entity二二READERthread_infoi. entity二二R)n)；/ /主函數(shù)int main(int argc, char* argvLJ) char ch;while (true)/打印提示信息printf (1:Reader Prioritynz，):printf (“2:Writer PriorityXn);printf (3:Exit Priorityn);printf (Enter your choice (1,2 or 3): “)；/如果輸入信息不正確，繼續(xù)輸入doch (char) _getch (); while (ch !二 T &ch !二 2 & ch !二 3)；systemCcls);/選擇3,返回辻(ch二二3)retuirn 0;