读者-写者问题(reader-writer problem)

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1、学号：课程设计题目用多线程同步方法解决读者－写者问题(Reader-WriterProblem)学院计算机科学与技术学院专业软件工程班级姓名指导教师2010年6月日《操作系统》课程设计说明书目录目录1课程设计任务书1正文21.设计目的与要求21.1设计目的21.2设计要求22.设计思想及系统平台22.1设计思想22.2系统平台及使用语言33.详细算法描述34.源程序清单65.运行结果与运行情况96.调试过程117.总结12本科生课程设计成绩评定表130《操作系统》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院题目:用多线程同步方法解决读者－写

2、者问题(Reader-WriterProblem)初始条件：1．操作系统：Linux2．程序设计语言：C语言3．设有20个连续的存储单元，写入/读出的数据项按增序设定为1－20这20个字符。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．技术要求：1）为每个读者／写者产生一个线程，设计正确的同步算法2）每个读者/写者对该存储区进行操作后，即时显示该存储区的全部内容、当前指针位置和读者/写者线程的自定义标识符。。3）读者应有3个以上，写者应有有两个以上。4）多个读者/写者之间须共享对存储区进行操作的函数代码。2．设计说明书内容要求：1)设计题目与要求

3、2)总的设计思想及系统平台、语言、工具等。3）数据结构与模块说明（功能与流程图）4）给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。（要注明存储各个程序及其运行结果的主机IP地址和目录。）5）运行结果与运行情况（提示:(1)连续存储区可用数组实现。(2)编译命令可用：　　　　　cc-lpthread-o　目标文件名　　源文件名(3)多线程编程方法参见附件。）3.调试报告：1)调试记录2)自我评析和总结上机时间安排：18周一~五08：0－12：00指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日11正文1.设计目的与要求1.1设计目的通过研究Linux的线程机制和信号量实现读

4、者写者问题(Reader-WriterProblem)的并发控制。1.2设计要求1）为每个读者／写者产生一个线程，设计正确的同步算法2）每个读者/写者对该存储区进行操作后，即时显示该存储区的全部内容、当前指针位置和读者/写者线程的自定义标识符。3）读者应有3个以上，写者应有有两个以上。4）多个读者/写者之间须共享对存储区进行操作的函数代码。2.设计思想及系统平台2.1设计思想为实现reader与writer线程间在读或写时的互斥设置一个互斥信号量writer_mutex。另外，再设置一个整形变量reader_counter表示正在读的线程数目。由于只有一个reader线程在读，便不允

5、许writer线程去写。因此，仅当reader_counter=0，表示尚无reader线程在读时，reader线程才需要执行wait(writer_mutex)操作。若wait(writer_mutex)操作成功，reader线程便可以去读，相应的，做reader_counter+1操作。同理，仅当reader线程在执行reader_counter减1操作后其值为0时，才必须执行signal(writer_mutex)操作，以便让writer线程写。reader_counter是一个可被多个reader线程访问的临界资源，因此，也应该为它设置一个互斥信号量reader_mutex。

6、11除此之外，各线程也共享输出文件，特别是reader线程，有可能多个reader线程同时使用输出文件。为避免输出混乱，也应该为其设置一个互斥信号量print_mutex。2.2系统平台及使用语言本课程设计在Linux操作系统下，使用C语言完成。用到的工具主要有GCC编译器和VI编辑器。3.详细算法描述本程序解决读者——写者问题的大致算法思想前一部分已描述，此外，本程序通过alarm（）设置程序的运行时间，一旦超时，将设置超时变量timeout=1。一旦设置超时变量，所有的读者线程和写者线程将不再进行下一轮的读/写操作。每个线程执行完一轮的读/写操作，将休息一会后继续进行下一轮的读/

7、写操作，直到超时变量为1。本程序的读/写操作都是随机进行的。共享数据：Semaphorewriter_mutex=1；Semaphorereader_mutex=1；Semaphoreprint_mutex=1；intreader_counter=0;Writer线程的处理函数:while(1){Wait(writer_mutex);Reading;Signal(writer_mutex);if(timeout==1)break;sleep();}11Wr