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。
1、问题分析
两类进程:写进程、读进程
互斥关系:写进程一写进程、写进程一读进程。读进程与读进程不存在互斥问题。
写者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。
读者进程和写者进程也要互斥,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,那么会导致各个读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――怎么处理该问题呢?
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。
2、具体实现
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
3、总结
读者-写者问题为我们解决复杂的互斥问题提供了一个参考思路。
其核心思想在于设置了一个计数器 count
用来记录当前正在访问共享文件的读进程数。我们可以用 count
的值来判断当前进入的进程是否是第一个/最后一个读进程,从而做出不同的处理。
另外,对 count
变量的检查和赋值不能一气呵成导致了一些错误,
- 如果需要实现一气呵成,自然应该想到用互斥信号量 \color{red}如果需要实现一气呵成,自然应该想到用互斥信号量 如果需要实现一气呵成,自然应该想到用互斥信号量
最后,还要认真体会我们是如何解决“写进程饥饿”问题的。
绝大多数的考研 PV
操作大题都可以用之前介绍的几种生产者-消费者问题的思想来解决,如果遇到更复杂的问题,可以想想能否用读者写者问题的这几个思想来解决。