操作系统实验九之写者优先问题
来源:互联网 发布:端口波特率修改工具 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 04:17
一、代码实现
读者进程和写者进程如下:
Main.cpp
#include <pthread.h>#include <sys/types.h>#include <semaphore.h>#include <unistd.h>#include "buffer.h"#include "deal.h"#define MAX 20struct sto{ sem_t mutex1;//保证read操作原子性 sem_t mutex2;//保证write操作原子性 sem_t single;//保证每次只有一个读者进入临界区。这样,写者即到即写(只用等一个人)。 sem_t r;//读者是否可以读;可以读时r>0. sem_t wrt;//写者是否可以读取共享数据段};struct sto shared;int readcount;int writecount;void *Read(void *arg){ Instruction *ins = (Instruction*)arg; sleep(ins->start);//等待一段时间,开始申请资源 sem_wait(&shared.single);//只有一个读者准备进入临界区,其他被阻塞 sem_wait(&shared.r); //最后一个写者完成操作,则把权利交还给读者 sem_wait(&shared.mutex1);//保证操作原子性 readcount++; if(readcount == 1) sem_wait(&shared.wrt);//为了保证在读取期间,没有写者操作数据;互斥 sem_post(&shared.mutex1); sem_post(&shared.r);//给写者创造占领先机的机会 sem_post(&shared.single); //开始读取共享数据段 cout<<"Reader "<<ins->serial_num<<" is reading."<<endl; sleep(ins->last); cout<<"Reader "<<ins->serial_num<<" end reading."<<endl; //读取完毕后,读者数目减去1。 //只有全部读者读取完毕后,唤醒写者线程 sem_wait(&shared.mutex1); readcount--; if(readcount == 0) sem_post(&shared.wrt); sem_post(&shared.mutex1); return(NULL);}void *Write(void *arg){ Instruction *ins = (Instruction*)arg; sleep(ins->start); //来一个写者,写者数量即加1 sem_wait(&shared.mutex2); writecount++; if(writecount == 1) sem_wait(&shared.r); sem_post(&shared.mutex2); //写者读取共享数据段 sem_wait(&shared.wrt); cout<<"Writer "<<ins->serial_num<<" is writing."<<endl; sleep(ins->last); cout<<"Writer "<<ins->serial_num<<" end writing."<<endl; sem_post(&shared.wrt); //如果所有写者写完,把权利交还读者 sem_wait(&shared.mutex2); writecount--; if(writecount == 0) sem_post(&shared.r); sem_post(&shared.mutex2); return(NULL);}int main(){ FILE *fp; char file[MAX]; int i; pthread_t tid_read; pthread_t tid_write; Instruction *ins = new Data(); sem_init(&shared.mutex1, 0, 1); sem_init(&shared.mutex2, 0, 1); sem_init(&shared.single, 0, 1); sem_init(&shared.wrt, 0, 1); sem_init(&shared.r, 0, 1); readcount = 0; writecount = 0; fp = fopen("test.txt", "r"); while(fgets(file, MAX, fp)){ ins = Deal(file); if(ins->character == 'R'){ pthread_create(&tid_read, NULL, Read, (void*)ins); } else{ pthread_create(&tid_write, NULL, Write, (void*)ins); } /*cout<<ins->serial_num<<" "<<ins->character<<" "; cout<<ins->start<<" "<<ins->last<<" "; cout<<endl;*/ } sem_destroy(&shared.mutex1); sem_destroy(&shared.mutex2); sem_destroy(&shared.wrt); sem_destroy(&shared.r); sleep(50); return 0;}
为了便于测试,完成以下两段辅助代码:
deal.h
#ifndef DEAL_H_#define DEAL_H_#include <stdio.h>#insem_destroy(&shared.mutex2); sem_destroy(&shared.wrt); sem_destroy(&shared.r); sleep(50); return 0;}clude <stdlib.h>#include <string.h>#include <cstdlib>#include <iostream>using namespace std;typedef struct Data{ Data(){ serial_num = 0; character = ' '; start = 0; last = 0; } int serial_num; char character; int start; int last;} Instruction;Instruction *Deal(char file[]);#endif
deal.cpp
#include "deal.h"Instruction *Deal(char file[]){ Instruction *ins = new Data(); int i; int j = 0; string tmp = ""; int len = strlen(file); for(i = 0; i < len; i++){ if(file[i] != ' ' && file[i] != '\n') tmp += file[i]; else{ if(tmp != ""){ switch(j){ case 0: ins->serial_num = atoi(tmp.c_str()); tmp = ""; break; case 1: ins->character = tmp.at(0); tmp = ""; break; case 2: ins->start = atoi(tmp.c_str()); tmp = ""; break; case 3: ins->last = atoi(tmp.c_str()); tmp = ""; break; } j++; } } } return ins;}
二、测试数据及结果
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。第一字段为一个正整数,表示线程序号。第二字段表示相应线程角色,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。例如:
1 R 3 5
2 W 4 5
3 R 5 2
4 R 6 5
5 W 7 3
实验结果如图:
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