本篇文章主要探讨了在操作系统课程中如何解决经典的“读者-写者”问题,并提供了具体的实现方法。通过合理的同步机制设计,有效避免数据竞争和死锁现象的发生,保证多线程环境下的并发访问效率与数据一致性。
在Windows 2000/XP环境下实现经典的读者-写者问题需要使用多线程技术和信号量机制。每个线程代表一个读者或一个写者,并根据测试数据文件的要求执行相应的读取或写入操作。
为了处理这种场景,你需要用到两种不同的策略:一种是使读者优先,另一种则是让写者优先。在这两个情况下,都需要遵守以下规则:
- 写-写互斥:不允许有两个以上的线程同时进行写操作。
- 读-写互斥:当一个或多个读者正在进行读取时,不能有写者执行其操作;反之亦然。
- 多个读者可以同时访问资源。
对于“读者优先”的情况,如果当前已经有其他读者在使用共享资源,则新申请的读者可以直接开始自己的操作而无需等待。而在“写者优先”策略下,如果有任何线程正在等待对数据进行写入的操作时,所有请求读取的新来的线程必须先暂停直到没有写者处于等待状态。
程序运行过程中需要显示关键信息以确保遵守上述规则:每个新创建的线程、发出操作申请的时间点以及开始和结束执行读取或写入动作的时候都应有相应的提示消息输出。
测试数据文件格式如下:
- 文件包含n行,每行代表一个独立的操作。
- 每个条目由四个部分组成并以空格分隔:线程编号、角色(R表示读者,“W”表示写者)、操作开始时间点和持续时长。例如:1 R 3 5意味着创建的第一个线程是一个读者,它将在启动后延迟三秒发出读取请求,并且该读取操作将持续五秒钟。
示例测试数据文件如下:
```
1 R 3 5
2 W 4 5
3 R 5 2
4 R 6 5
5 W 5.1 3
```