读者——写者问题

读者——写者问题

问题描述

有读者和写者两组并发进程，共享一个文件，当两个或两个以上的读进程同时访问共享数据时不会产生副作用，但若某个写进程和其他进程（读进程或写进程）同时访问共享数据库时则可能导致数据不一致的错误。因此要求：

1. 允许多个读者可以同时对文件执行读操作
2. 只允许一个写者往文件中写信息
3. 任一写者在完成写操作之前不允许其他读者或写者工作
4. 写者执行写操作前，应让已有的读者和写者全部退出

问题分析

1. 关系分析。找出题目中描述的各个进程，分析它们之间的同步、互斥关系。
2. 整理思路。根据各进程的操作流程确定P、V操作的大致顺序
3. 设置信号量。设置需要的信号量，并根据题目条件确定信号量初值

两类进程：写进程、读进程

互斥关系：写进程—>写进程、写进程—>读进程。读进程与读进程不存在互斥问题

写进程和任何进程都互斥，设置一个互斥信号量rw，在写者访问共享文件前后分别执行P、V操作。

读进程和写进程也要互斥，因此读者访问共享文件前后也要对rw执行P、V操作

如果所有读者进程在访问共享文件之前都执行P(rw)操作，那么会导致各个进程之间也无法同时访问文件。Key：读者写者问题的核心思想——怎么处理该问题？

P(rw)和V(rw)其实就是对共享文件的“加锁”和“解锁”。既然各个读进程需要同时访问，而读进程与写进程又必须互斥访问，那么我们可以让第一个访问文件的读进程“加锁”，让最后一个访问完文件的读进程：解锁“。可以设置一个整数变量count来记录当前有几个读进程在访问文件。

如何实现

思考：若两个读进程并发执行，则两个读进程有可能先后执行P(rw)，从而使第二个读进程阻塞的情况

潜在的问题：只要有读进程还在读，写进程就要一直阻塞等待，可能“饿死”。因此，这种算法中，读进程是优先的。

分析一下并发执行P(w)的情况：

读者1—>读者2

写者1—>写者2

写者1—>读者1

读者1—>写者1—>读者2

写者1—>读者1—>写者2

结论：在这种算法中，连续进入的多个读者可以同时读文件：写者和其他进程不能同时访问文件，写者不会饥饿，但也并不是真正的“写优先”，而是相对公平的先来先服务原则。

有的书上把这种算法称为“读写公平法”

知识回顾与重要考点