读者－写者问题

哲学家问题对于多个竞争进程互斥地访问有限资源(如I/O设备)这一类问题的建模十分有用。另一个著名的问题是读者－写者问题，它为数据库访问建立了一个模型。例如，设想一个飞机定票系统，其中有许多竞争的进程试图读写其中的数据。多个进程同时读是可以接受的，但如果一个进程正在更新数据库，则所有其他进程都不能访问数据库，即使读操作也不行。这里的问题是：如何对读者和写者进行编程？图2-19给出了一种解法。

	typedef int semaphore;
semaphore mutex=1; 	/* 控制对RC的访问 */
semaphore db=1; 		/* 控制对数据库的访问 */
int rc=0; 		/* 正在读或想要读的进程数 */
void reader(void)
{
while(TRUE){ 		/* 无限循环 */
down(&mutex);	/* 排斥对RC的访问*/
rc = rc+1; 	/*又多了一个读者*/
if(rc == 1)
down(&db);
/*如果这是第一个读者，那么......*/
up(&mutex); 	/*恢复对RC的访问*/
read_data_base(); /*访问数据*/
down(&mutex); 	/*排斥对RC的访问*/
rc = rc -1; 	/*读者又少了一个*/
if(rc==0)
up(&db);
/*如果这是最后一个读者，那么......*/
use_data_read();	/*非临界区操作*/
}
}
void writer(void)
{
while(TRUE)
{
think_up_data();	/*非临界区操作*/
down(&db); 	/*排斥访问*/
write_data_base(); /*修改数据*/
up(&db); 		/*恢复访问*/
}
}
图2-19 一个读者与作者问题的解决方案

第一个读者对信号量db执行DOWN。随后的读者只是递增一个计数器rc。当读者离开时，它们递减这个计数器，而最后一个读者则对db执行UP，这样就允许一个阻塞的写者可以访问数据库。

设想当一个读者在使用数据库时，另一个读者也来访问数据库，由于同时允许多个读者同时进行读操作，所以第二个读者也被允许进入，同理第三个及随后更多的读者都被允许进入。

现在假设一个写者到来，由于写操作是排他的，所以它不能访问数据库，而是被挂起。随后其他的读者到来，这样只要有一个读者活跃，随后而来的读者都被允许访问数据库。这样的结果是只要有读者陆续到来，它们一来就被允许进入，而写者将一直被挂起直到没有一个读者为止。假如每2秒钟来一个读者，而其操作时间为5秒钟，则写者将永远不能访问数据库，或者我们说写者发生了饥饿现象。这就是读者优先的解法。