操做系統：讀者-寫者問題 (C語言 winapi)

要求實現：

1. 建立一個控制檯進程，此進程包含n個線程。用這n個線程來表示n個讀者或寫者。每一個線程按相應測試數據文件的要求進行讀寫操做。用信號量機制分別實現讀者優先和寫者優先的讀者-寫者問題。
2. 讀者-寫者問題的讀寫操做限制(包括讀者優先和寫者優先)：
   1. 寫-寫互斥，即不能有兩個寫者同時進行寫操做。
   2. 讀-寫互斥，即不能同時有一個線程在讀，而另外一個線程在寫。
   3. 便可以有一個或多個讀者在讀。
3. 讀者優先的附加限制：若是一個讀者申請進行讀操做時已有另外一個讀者正在進行讀操做，則該讀者可直接開始讀操做。
4. 寫者優先的附加限制：若是一個讀者申請進行讀操做時已有另外一寫者在等待訪問共享資源，則該讀者必須等到沒有寫者處於等待狀態後才能開始讀操做。
5. 運行結果顯示要求：要求在每一個線程建立、發出讀寫操做申請、開始讀寫操做和結束讀寫操做時分別顯示一行提示信息，以肯定全部處理都遵照相應的讀寫操做限制。

測試數據文件格式：

測試數據文件包括n行測試數據，分別描述建立的n個線程是讀者仍是寫者，以及讀寫操做的開始時間和持續時間。每行測試數據包括四個字段，各個字段間用空格分隔。第一字段爲一個正整數，表示線程序號。第二字段表示相應線程角色，R表示讀者，W表示寫者。第三字段爲一個正數，表示讀寫操做的開始時間：線程建立後，延遲相應時間(單位爲秒)後發出對共享資源的讀寫申請。第四字段爲一個正數，表示讀寫操做的持續時間。當線程讀寫申請成功後，開始對共享資源的讀寫操做，該操做持續相應時間後結束，並釋放共享資源。

下面是一個測試數據文件的例子：

2 W 4 5

3 R 5 2

4 R 6 5

  5 W 5.1 3

注意：在建立數據文件時，因爲涉及到文件格式問題，最好在記事本中手工逐個鍵入數據，而不要拷貝粘貼數據，不然，本示例程序運行時可能會出現不可預知的錯誤。

代碼：

用信號量實現，可先寫出P/V操做的僞代碼，再根據僞代碼翻譯C代碼。

讀者優先：

//讀者寫者問題：讀者優先. g++/windows
#include <windows.h> #include <stdio.h> #include <time.h> DWORD dwID; #define C(S) CreateSemaphore(NULL, 1, 3, (S)) 
#define P(S) WaitForSingleObject((S), INFINITE)
#define V(S) ReleaseSemaphore((S), 1, NULL)
#define CT(func, args) CreateThread(NULL, 0, (func), (args), 0, &dwID)
#define PM(num, S) WaitForMultipleObjects((num), (S), true, INFINITE)

struct TInfo { int id; char type; double s; double d; }; TInfo threads[100]; HANDLE hThread[100]; HANDLE s1, s2, s3; int c = 0; int Reader_Count = 0; void Read_TInfo(); void RP(); DWORD WINAPI Reader(LPVOID lpParam); DWORD WINAPI Writer(LPVOID lpParam); void Read_TInfo() { FILE* fp; fp = fopen("in.txt", "r"); while(fscanf(fp, "%d %c %lf %lf", &threads[c].id, &threads[c].type, &threads[c].s, &threads[c].d) != EOF) { c++; } fclose(fp); } void RP() { s1 = C("sig1"); s2 = C("sig2"); for(int i = 0; i < c; ++i) { if(threads[i].type == 'W') { hThread[i] = CT(Writer, &threads[i]); } else { hThread[i] = CT(Reader, &threads[i]); } } PM(c, hThread); //等待全部線程結束
} DWORD WINAPI Reader(LPVOID lpParam) { TInfo* arg = (TInfo*)lpParam; Sleep(arg->s * 1000); P(s1); if(Reader_Count == 0) { P(s2); } Reader_Count++; V(s1); printf("線程 %d 正在讀!\n", arg->id); Sleep(arg->d * 1000); printf("線程 %d 讀完了!\n", arg->id); P(s1); Reader_Count--; if(Reader_Count == 0) { V(s2); } V(s1); }
 DWORD WINAPI Writer(LPVOID lpParam) { TInfo* arg = (TInfo*)lpParam; Sleep(arg->s * 1000); P(s2); printf("線程 %d 正在寫!\n", arg->id); Sleep(arg->d * 1000); printf("線程 %d 寫完了!\n", arg->id); V(s2); } int main() { Read_TInfo(); RP(); //Sleep(3000);
    return 0; }

寫者優先：

//讀者寫者問題：讀者優先. g++/windows
#include <windows.h> #include <stdio.h> #include <time.h> DWORD dwID; #define C(S) CreateSemaphore(NULL, 1, 3, (S)) 
#define P(S) WaitForSingleObject((S), INFINITE)
#define V(S) ReleaseSemaphore((S), 1, NULL)
#define CT(func, args) CreateThread(NULL, 0, (func), (args), 0, &dwID)
#define PM(num, S) WaitForMultipleObjects((num), (S), true, INFINITE)

struct TInfo { int id; char type; double s; double d; }; TInfo threads[100]; HANDLE hThread[100]; HANDLE s1, s2, s3; int c = 0; int Reader_Count = 0; void Read_TInfo(); void RP(); DWORD WINAPI Reader(LPVOID lpParam); DWORD WINAPI Writer(LPVOID lpParam); void Read_TInfo() { FILE* fp; fp = fopen("in.txt", "r"); while(fscanf(fp, "%d %c %lf %lf", &threads[c].id, &threads[c].type, &threads[c].s, &threads[c].d) != EOF) { c++; } fclose(fp); } void RP() { s1 = C("sig1"); s2 = C("sig2"); s3 = C("sig3"); for(int i = 0; i < c; ++i) { if(threads[i].type == 'W') { hThread[i] = CT(Writer, &threads[i]); } else { hThread[i] = CT(Reader, &threads[i]); } } PM(c, hThread); //等待全部線程結束
} DWORD WINAPI Reader(LPVOID lpParam) { TInfo* arg = (TInfo*)lpParam; Sleep(arg->s * 1000); P(s3); P(s1); if(Reader_Count == 0) { P(s2); } Reader_Count++; V(s1); V(s3); printf("線程 %d 正在讀!\n", arg->id); Sleep(arg->d * 1000); printf("線程 %d 讀完了!\n", arg->id); P(s1); Reader_Count--; if(Reader_Count == 0) { V(s2); } V(s1); }
 DWORD WINAPI Writer(LPVOID lpParam) { TInfo* arg = (TInfo*)lpParam; Sleep(arg->s * 1000); P(s3); P(s2); printf("線程 %d 正在寫!\n", arg->id); Sleep(arg->d * 1000); printf("線程 %d 寫完了!\n", arg->id); V(s2); V(s3); } int main() { Read_TInfo(); RP(); //Sleep(3000);
    return 0; }