读者---写者问题

                                           经典进程同步与互斥问题
读者---写者问题
1.问题描述
一个数据对象若被多个并发进程所共享，且其中一些进程只要求读该数据对象的内容，而另一些
进程则要求写操作，对此，把只想读的进程称为“读者”，而把要求写的进程称为“写者”。在
读者--写着问题中，任何时刻要求“写者”最多只允许有一个，而读者则允许有多个。因为多个
读者的行为互不干扰，他们只是读数据，而不改变数据对象的内容，而写者则不同，他们要改变数据对象的内容，如果他们同时操作，则数据对象的内容将会改变的不可知。所以对共享资源的读写操作的限制条件是：
1>允许任意多的读进程同时读；
2>一次只允许一个写进程写操作；
3>如果有一个写进程正在进行写操作，禁止任何读进程进行读操作。
2.用信号量解决读者--写着问题
为了解决“写着与写着”和“写着与第一个读者”的互斥问题即可，为此引入互斥信号量Wmutex。
为了记录谁是第一个读者，可以用一个全局整型变量Rcount做一个计数器。而在解决问题的过程中，由于使用了全局变量Rcount，该变量又是一个临界资源，对于他的访问仍需互斥进行，所以需要
一个互斥信号量Rmutex。
3.思考问题
对于读者---写者问题，有以下三种策略。
1>读者优先。即当读者进行读时，后续的写者必须等待，直到所有的读者均离开后，写着才可进入。
2>写者优先。即当一个写者到来时，只有那些已经获得授权允许读的进程才允许完成他们的操作，
写者之后到来的读者将被推迟，直到写者完成。在该策略中，如果有一个不可中断的连续的写者，
读者进程会被无限期的推迟。
3>公平策略。以上两种策略，读者或写进程中一个对一个有绝对的优先权，Hoare提出了一种更公平
的策略，由如下规则定义。
规则1:在一个读序列中，如果有写者在等待，那么就不允许有新的读者开始执行。
规则2:在一个写操作结束时，所有等待的读者应该比下一个写者有更高的优先权。
对于公平策略，又如何解决呢？

#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include<stdlib.h>
int Rcount=0,num=0;   //被保护的全局变量
sem_t Wmutex,Rmutex,mutex;
void* read1(void *arg)
{
 sem_wait(&mutex);
 sem_wait(&Rmutex);//读者到来
 if(Rcount==0)
 {
   printf("第一个读者到来\n");
   sem_wait(&Wmutex);
 }
 Rcount=Rcount+1;//读者数目
 sem_post(&Rmutex);
 sem_post(&mutex);
 printf("线程%lu正在进行读数据%d\n",pthread_self(),num);
 sleep(1);
 sem_wait(&Rmutex);//读者阅读结束
 Rcount=Rcount-1;
 if(Rcount==0)//所有的读者阅读结束
 {
     sem_post(&Wmutex);
     printf("读者全部退出\n");
 }
 sem_post(&Rmutex);
}

void* write1(void *arg)
{
 sem_wait(&mutex);
 sem_wait(&Wmutex);
 num=num+1;
 printf("线程%lu正在进行写数据%d\n",pthread_self(),num);
 sem_post(&Wmutex);
 sem_post(&mutex);
}
int main(int argc,char *argv[])
{     int i=0;
      int j=3;
      pthread_t tid[5];
      sem_init(&Wmutex,0,1);
      sem_init(&Rmutex,0,1);
      sem_init(&mutex,0,1);
      while(i<=2)
        {
           if((pthread_create(&tid[i],NULL,read1,NULL))!=0)
                {
                        printf("can‘t create pthread.\n");
                       exit(0);
                }
                i++;
        }
        while(j<=4)
        {
           if((pthread_create(&tid[j],NULL,write1,NULL))!=0)
                {
                        printf("can‘t create pthread.\n");
                       exit(0);
                }
                j++;
        }
      for(i=0;i<5;i++)
        pthread_join(tid[i],NULL);
      sem_destroy(&Wmutex);
      sem_destroy(&Rmutex);
      printf("程序运行结束\n");
      return 0;
}

写者优先

#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include<stdlib.h>
int Rcount=0,num=0;   //被保护的全局变量
sem_t Wmutex,Rmutex;
void* read1(void *arg)
{
 sem_wait(&Rmutex);//读者到来
 if(Rcount==0)
 {
   printf("第一个读者到来\n");
   sem_wait(&Wmutex);
 }
 Rcount=Rcount+1;//读者数目
 sem_post(&Rmutex);
 printf("线程%lu正在进行读数据%d\n",pthread_self(),num);
 sleep(1);
 sem_wait(&Rmutex);//读者阅读结束
 Rcount=Rcount-1;
 if(Rcount==0)//所有的读者阅读结束
 {
     sem_post(&Wmutex);
     printf("读者全部退出\n");
 }
 sem_post(&Rmutex);

}

void* write1(void *arg)
{
 sem_wait(&Wmutex);
 num=num+1;
 printf("线程%lu正在进行写数据%d\n",pthread_self(),num);
 sem_post(&Wmutex);
}
int main(int argc,char *argv[])
{     int i=0;
      int j=3;
      pthread_t tid[5];
      sem_init(&Wmutex,0,1);  // 空闲的
      sem_init(&Rmutex,0,1);  // 忙的
      while(i<=2)
        {
           if((pthread_create(&tid[i],NULL,read1,NULL))!=0)
                {
                        printf("can‘t create pthread.\n");
                       exit(0);
                }
                i++;
        }
        while(j<=4)
        {
           if((pthread_create(&tid[j],NULL,write1,NULL))!=0)
                {
                        printf("can‘t create pthread.\n");
                       exit(0);
                }
                j++;
        }
      for(i=0;i<5;i++)
        pthread_join(tid[i],NULL);
      sem_destroy(&Wmutex);
      sem_destroy(&Rmutex);
      printf("程序运行结束\n");
      return 0;
}

读者优先