《UNIX程序设计》哈理工版本 信号量读者写者问题

哈尔滨理工大学

计算机科学与技术学院网络工程系

《UNIX程序设计》课程设计报告

题目： 利用信号量机制解决读者写者问题 班级： 学号： 姓名： 成绩：

2011年 月 日

《UNIX程序设计》课程设计报告

目 录

一 课程设计目的及意义……………………………………………1

二 课程设计内容 ……………………………………………………1

三 总体设计 …………………………………………………………1

四 详细设计 …………………………………………………………2

五 系统实现 …………………………………………………………3

六 总结 ………………………………………………………………5

七 源代码 ……………………………………………………………6

《UNIX程序设计》课程设计报告

一、 课程设计目的及意义

l.用信号量来实现读者写者问题。

2.理解和运用信号量、PV原语、进程间的同步互斥关系等基本知识。

3.通过研究Linux的线程机制和信号量实现读者写者(Reader-Writer)问题并发控制。

二、 课程设计内容

在windows或者linux环境下编写一个控制台应用程序，本次课程设计在操作系统：Linux下，使用的编程语言为C语言。该程序运行时能创建N个线程，其中既有读者线程又有写者线程，它们按照事先设计好的测试数据进行读写操作。用信号量和PV操作实现读者/写者问题。

三、 总体设计

读者/写者问题的描述如下：

有一个被许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件，或者主存的一块空间，甚至可以是一组处理器寄存器。有一些只读取这个数据区的进程（reader）和一些只往数据区中写数据的进程（writer）。以下假设共享数据区是文件。这些读者和写者对数据区的操作必须满足以下条件：读—读允许；读—写互斥；写—写互斥。这些条件具体来说就是：

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《UNIX程序设计设计》课程报告

（1）任意多的读进程可以同时读这个文件； （2）一次只允许一个写进程往文件中写；

（3）如果一个写进程正在往文件中写，禁止任何读进程或写进程访问文件；

（4）写进程执行写操作前，应让已有的写者或读者全部退出。这说明当有读者在读文件时不允许写者写文件。

四、 详细设计

读者-写者的读写限制

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，即不能同时有一个读者在读，同时却有一个写者在写

3）读读允许，即可以有2个以上的读者同时读

将所有的读者和所有的写者分别放进两个等待队列中，当读允许时就让读者队列释放一个或多个读者，当写允许时，释放第一个写者操作。读者写者问题的定义如下：有一个许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间；有一些只读取这个数据区的进程（Reader）和一些只往数据区写数据的进程(Writer)，此外还需要满足以下条件：

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（1）任意多的读进程可以同时读这个文件； （2）一次只允许一个写进程往文件中写；

（3）如果一个写进程正在往文件中写，禁止任何读进程或写进程访问文件；

（4）写进程执行写操作前，应让已有的写者或读者全部退出。这说明当有读者在读文件时不允许写者写文件。

程序由二部分组成：

1． 读者模块：包括系统调用接口，读者活动描述主程序。系统接口主要功能是读取内容并且使用共享锁

2． 写者模块：包括系统调用接口，写者活动描述主程序，写入内容并且使用互斥锁。

读者-写者活动程序根据临界资源的共享，互斥原则编制。 初始化系统环境 建立信号量

启动信号量的PV原语 读取或写入数据 提示当前读取或写入情况

五、 系统实现

1.多个进程同时读取

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ki42.html