在看天勤2017版操作系统高分笔记的时候,读到进程管理里读者-写者问题相关内容,书中总结读者-写者问题可分为三种情况,即(1)读者优先,(2)公平情况和(3)写者优先,关于(1)读者优先,书中是这样描述的:
一个读者试图进行读操作时,如果这时有其他读者在进行读操作,他可以直接开始读操作,而不需要等待。只要有读者在进行读操作,写者就不能写,但后续读者可以直接进行读操作,因此只要只要读者陆续到来,读者一到就可以开始读操作,而写者进程只能等待,所有读者都退出才能进行写操作,这就是读者优先。
对于这个问题,书中是这么解决的:设置记录读者数量的整型变量readcount,初值为0,当值大于0时,表明有读者存在,写者不能进行写操作;设置互斥信号量rmutex,初值为1,用于保证多个读者进程对于readcount的互斥访问;设置互斥信号量mutex,初值为1,用于控制写者进程对于数据区的互斥访问,代码如下:
semaphore rmutex=1; //初始化信号量rmutex,保证对于readcount的互斥访问
semaphore mutex=1; //初始化信号量mutex,保证对于数据区的写互斥
int readcount=0; //用于记录读者数量,初值为0
reader(){
while(true){
P(rmutex); //申请readcount的使用权
if(readcount==0) P(mutex); //如果此为第一个读者,阻止写者进入——————疑问1
readcount++; //读者数量加1
V(rmutex); //释放readcount的使用权,允许其他读者使用——————疑问2
进行读操作;
P(rmutex); //申请readcount的使用权,要对其进行操作
readcount--; //读者数量减一
if(readcount==0)V(mutex); //若没读者了,则允许写者进入
V(rmutex); //释放readcount的使用权,允许其他读者使用
}
}
writer(){
while(true){
P(mutex); //申请对数据区进行访问
进行写操作;
V(mutex); //释放数据区,允许其他进程读写;
}
}
}
我本来觉得这段代码有两个地方有问题,在抄书的时候搞懂了第二个疑问,也在这里说一下吧。
疑问1(见代码位置):
if(readcount==0) P(mutex); //如果此为第一个读者,阻止写者进入
这个地方为什么readcount数量为0的时候要阻止写者进入呢,虽然是读者优先,但最开始的时候对于读者写者应该是公平的,也就是说一开始写者是可以写的,所以我认为此处应该应该改为:
if(readcount>0) P(mutex);
疑问2:
我开始不明白为什么readcount++和读操作以及readcount–操作为什么不放在一起,也就是这样:
readcount++; //读者数量加1
P(rmutex);
进行读操作;
V(rmutex);
readcount–;
后来明白了,这样的话readcount只会有两个值:0和1,而且无法保证能够同时读文件,因为P(rmutex)的存在。
本文探讨了操作系统中读者-写者问题的读者优先策略,分析了如何通过信号量和计数器机制来确保读者可以优先访问共享资源,并解决了代码中存在的疑问。
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