: 讀者寫者問題

多進程對共用資源互斥訪問及進程同步的經典問題 設有一檔案F，多個並發讀進程和寫進程都要訪問，要求：(1)讀寫互斥(2)寫寫互斥(3)允許多個讀進程同時訪問採用記錄型訊號量機制解決 較常見的寫法：semaphore fmutex=1, rdcntmutex=1;
//fmutex --> access to file; rdcntmutex --> access to readcount
int readcount = 0;
void reader(){
    while(1){
        wait(rdcntmutex);
        if(0 == readcount)wait(fmutex);
        readcount = readcount + 1;
        signal(rdcntmutex);
        //Do read operation ...
        wait(rdcntmutex);
        readcount = readcount - 1;
        if(0 == readcount)signal(fmutex);
        signal(rdcntmutex);
    }
}
void writer(){
    while(1){
        wait(fmutex);
        //Do write operation ...
        signal(fmutex);
    }
}讀進程只要看到有其他讀進程正在訪問檔案，就可以繼續作讀訪問；寫進程必須等待所有讀進程都不訪問時才能寫檔案，即使寫進程可能比一些讀進程更早提出申請。所以以上解法實際是 讀者優先 的解法。如果在讀訪問非常頻繁的場合，有可能造成寫進程一直無法訪問檔案的局面.... 為瞭解決以上問題，需要提高寫進程的優先順序。這裡另增加一個排隊訊號量：queue。讀寫進程訪問檔案前都要在此訊號量上排隊，通過區別對待讀寫進程便可達到提高寫進程優先順序的目的。另外再增加一個 writecount 以記錄提出寫訪問申請和正在寫的進程總數：semaphore fmutex=1, rdcntmutex=1, wtcntmutex=1, queue=1;
//fmutex --> access to file; rdcntmutex --> access to readcount//wtcntmutex --> access to writecount
int readcount = 0, writecount = 0;
void reader(){
    while(1){
        wait(queue);
        wait(rdcntmutex);
        if(0 == readcount)wait(fmutex);
        readcount = readcount + 1;
        signal(rdcntmutex);
        signal(queue);
        //Do read operation ...
        wait(rdcntmutex);
        readcount = readcount - 1;
        if(0 == readcount)signal(fmutex);
        signal(rdcntmutex);
    }
}
void writer(){
    while(1){
        wait(wtcntmutex);
        if(0 == writecount)wait(queue);
        writecount = writecount + 1;
        signal(wtcntmutex);
        wait(fmutex);
        //Do write operation ...
        signal(fmutex);
        wait(wtcntmutex);
        writecount = writecount - 1;
        if(0 == writecount)signal(queue);
        signal(wtcntmutex);
    }
}每個讀進程最開始都要申請一下 queue 訊號量，之後在真正做讀操作前即讓出(使得寫進程可以隨時申請到 queue)。而只有第一個寫進程需要申請 queue，之後就一直佔著不放了，直到所有寫進程都完成後才讓出。等於只要有寫進程提出申請就禁止讀進程排隊，變相提高了寫進程的優先順序。 通過類似思想即可實現讀寫進程的公平競爭：semaphore fmutex=1, rdcntmutex=1, queue=1;
//fmutex --> access to file; rdcntmutex --> access to readcount
int readcount = 0;
void reader(){
    while(1){
        wait(queue);
        wait(rdcntmutex);
        if(0 == readcount)wait(fmutex);
        readcount = readcount + 1;
        signal(rdcntmutex);
        signal(queue);
        //Do read operation ...
        wait(rdcntmutex);
        readcount = readcount - 1;
        if(0 == readcount)signal(fmutex);
        signal(rdcntmutex);
    }
}
void writer(){
    while(1){
        wait(queue);
        wait(fmutex);        signal(queue);
        //Do write operation ...
        signal(fmutex);    }
}讀進程沒變，寫進程變成在每次寫操作前都要等待 queue 訊號量。 課本上一般只會寫第一種解法吧。看了後兩種方法即可發現，在第一個解法中，fmutex 訊號量實際是雙重身份，首先實現對檔案的互斥訪問，其次起到了和後面排隊訊號量 queue 相同的作用，只不過在那種排序下只能是讀者優先。如果直接看過後兩種解法，應該會有更清楚的理解吧。