操作系统课程设计——读者写者问题

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1、操作系统课程设计操作系统课程设计读者写者问题读者写者问题 一、实习要求一、实习要求 在 windows 2000 环境下，创建一个控制台进程，此进程包含 n 个线程。用这 n 个线程来表示 n 个读者或写 者。每个线程按相应测试数据文件(后面有介绍)的要求进行读写操作。用信号量机制分别实现读者优先和写者优 先的读者写者问题。 读者写者问题的读写操作限制(包括读者优先和写者优先)： 1)写写互斥，即不能有两个写者同时进行写操作。 2)读写互斥，即不能同时有一个线程在读，而另一个线程在写。 3)读读允许，即可以有一个或多个读者在读。 读者优先的附加限制： 如果一个读者申请进行读操作时已有另一个读者

2、正在进行读操作， 则该读者可直接开 始读操作。 写者优先的附加限制： 如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源， 则该读者必须等 到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。 运行结果显示要求：要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一 行提示信息，以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。 二、测试数据文件格式二、测试数据文件格式 测试数据文件包括 n 行测试数据， 分别描述创建的 n 个线程是读者还是写者， 以及读写操作的开始时间和持 续时间。每行测试数据包括四个字段，各个字段间用空格分隔。第字段为个正整数，表示线程序号。第二字 段表示相应线程

3、角色，R 表示读者，W 表示写者。第三字段为一个正数，表示读写操作的开始时间：线程创建 后，延迟相应时间(单位为秒)后发出对共享资源的读写申请。第四字段为一个正数，表示读写操作的持续时间。 当线程读写申请成功后，开始对共享资源的读写操作，该操作持续相应时间后结束，并释放共享资源。 下面是个测试数据文件的例子： 1 R 3 5 2 W 4 5 3 R 5 2 4 R 6 5 5 W 5.1 3 注意注意 在创建数据文件时，由于涉及到文件格式问题，最好在记事本中手工逐个键入数据，而不要拷贝粘贴 数据，否则，本示例程序运行时可能会出现不可预知的错误。 三、实习分析三、实习分析 可以将所有读者和所有写

4、者分别存于一个读者等待队列和一个写者等待队列中， 每当读允许时， 就从读者队 列中释放一个或多个读者线程进行读操作；每当写允许时，就从写者队列中释放一个写者进行写操作。 1.读者优先 读者优先指的是除非有写者在写文件，否则读者不需要等待。所以可以用个整型变量 readcount 记录当前 的读者数目，用于确定是否需要释放正在等待的写者线程(当 readcount=0 时，表明所有的读者读完，需要释放写 者等待队列中的一个写者)。每一个读者开始读文件时，必须修改 readcount 变量。因此需要一个互斥对象 mutex 来实现对全局变量 readcount 修改时的互斥。 另外，为了实现写写互

5、斥，需要增加一个临界区对象 RP_Write。当写者发出写请求时，必须申请临界区 对象的所有权。通过这种方法，也可以实现读写互斥、当 readcount=1 时(即第一个读者到来时)，读者线程也 必须申请临界区对象的所有权。 当读者拥有临界区的所有权时，写者阻塞在临界区对象 RP_Write 上。当写者拥有临界区的所有权时，第一 个读者判断完“readcount= =1”后阻塞在 write 上，其余的读者由于等待对 readcount 的判断，阻塞在 mutex 上。 2.写者优先（请根据自己编写的写者优先程序进行分析） 四、相关四、相关 API 函数说明函数说明 1.CreateThrea

6、d 函数功能：函数功能： 该函数创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程。 函数原型：函数原型： HANDLE CreateThread (LPSECURITY_A TTRIBUTES lpThreadAttributes, DWORD dwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID lpParameter, DWORD dwCreationFlags, LPDWORD lpThreadId); 参数：参数： lpThreadAttributes：指向一个 LPSECURITY_A TTRIBUTES 结构。该结构决定了返回的句柄是否可被子 进程继承。若 lpThreadAttributes 为 NULL，则句柄不能被继承。 在 Windows NT 中该结构的 lpSecurityDescriptor 成员定义了新进程的安全性描述符。 若 lpThreadAttributes 为 NULL。则线程获得个默认的安全性描述符。 dwStackSize：定义原始堆栈提交时的大