本实验报告针对Linux环境下PV操作原理进行深入探讨，并基于此实现了经典的读者写者问题解决方案，验证了同步机制的有效性。
实验报告：PV操作在读者写者问题中的应用
本实验的主要目标是理解和掌握操作系统中的同步与互斥算法，特别是如何利用Linux环境下的同步对象来实现进程间的协作。参与者需学习并理解读者写者模型、熟悉Linux的多线程并发执行机制，并掌握相关API的使用方法，如创建线程和同步信号量等。
读者写者问题是一个经典的并发控制问题，在此模型中，多个读取器可以同时访问共享资源而不会影响数据的一致性。然而，当一个写入器需要修改该资源时，则必须独占它以避免产生不一致的数据状态。在Linux系统下，通过PV操作（P代表Wait，V代表Signal）能够实现这一模型的控制机制，这涉及到信号量的使用方法。
实验要求参与者利用C语言编程，在Linux环境下实现读者写者问题。具体来说，需要创建多个线程分别模拟读取器和写入器，并借助PV操作协调他们对共享资源的访问。主要使用的函数包括：
1. `pthread_create`：用于建立新线程并指定其运行时属性、启动执行函数及其参数。
2. `pthread_join`：等待目标线程结束，确保所有相关资源被正确回收。
3. `sem_init`：初始化信号量，并设置它的初始值。如果`pshared`为非零，则该信号量可以在进程间共享使用。
4. `sem_post`：增加信号量的计数值，可能唤醒处于等待状态下的线程。
5. `sem_wait`：减少信号量的计数；若其结果小于0，则当前线程将被阻塞直到信号量值大于零为止。
6. `sem_destroy`：释放已创建的信号量及其关联资源。
实验步骤通常包括：
1. 初始化所有需要的信号量，设置读者计数器和写者权限标志；
2. 创建读取器和写入器线程，并确保每个线程在适当的时候执行PV操作来获取或释放对共享资源的访问权。
3. 读取器通过调用函数获得阅读许可后增加读者计数值并开始使用共享数据，完成后减少该值以允许其他等待中的读者进行访问；
4. 写入器则必须先独占写权限才能修改共享的数据，在完成操作之后释放此权利；
5. 使用`pthread_join`确保所有线程已完成执行，并正确清理相关资源。
6. 最后调用`sem_destroy`来销毁信号量，以避免内存泄漏。
实验报告中应包含程序的运行情况，如读者和写者进出状态是否符合预期、有无出现同步或互斥错误以及对整个过程与结果进行分析总结。通过此实验，学生能够加深理解操作系统中的并发控制机制，并提高实际编程解决问题的能力，为后续深入学习操作系统原理打下基础。
5星
