读写器的第二种算法解决方案

Question

我很难理解读者-作者问题的第二种算法。我理解一般概念，即作者将优先于读者（读者可能会挨饿）。我什至了解Reader/Writer Locks in C++这个算法的条件变量实现。但是，信号量和互斥量的实现对我来说毫无意义。这是维基百科的一个例子：

int readcount, writecount; (initial value = 0)
semaphore mutex 1, mutex 2, mutex 3, w, r ; (initial value = 1)

READER
  P(mutex 3);
    P(r);
      P(mutex 1);
        readcount := readcount + 1;
        if readcount = 1 then P(w);
      V(mutex 1);
    V(r);
  V(mutex 3);

  reading is done

  P(mutex 1);
    readcount := readcount - 1;
    if readcount = 0 then V(w);
  V(mutex 1);


WRITER
    P(mutex 2);
      writecount := writecount + 1;
      if writecount = 1 then P(r);
    V(mutex 2);

  P(w);
    writing is performed
  V(w);

  P(mutex 2);
    writecount := writecount - 1;
    if writecount = 0 then V(r);
  V(mutex 2);

[http://en.wikipedia.org/wiki/Readers-writers_problem][2]

我不明白读者锁中的三个信号量（互斥量 3、r 和互斥量 1）的用途。一个信号量还不够读取计数吗？

Answer 1

mutex 1 保护readcount 变量； mutext 2 保护writecount 变量； mutex r 保护读操作， mutext w 保护写操作。

1) 假设一个作家进来了：

信号 mutex 2 并递增 writercount 以说明额外的写入器（本身） 因为它是唯一可以改变writercount的进程（因为它持有mutex 2），所以它可以安全地测试它是否是唯一的写者（writercount==1），如果为真，它会发出互斥锁r来保护读者从进来 - 其他作家 (writercount > 1) 可以享受互斥锁 r 已经发出信号。

然后写入器向 mutex w 发出信号，以保护其更改不受其他（并发）写入器的影响。

Last writer (writecount==1) 发布 mutex r 让读者执行他们的任务。

2) 假设有读者进来：

信号mutex 3 以保护阅读器的设置逻辑不受其他阅读器的影响；然后向 mutex r 发出信号以防止其他写入者（请记住，r 在写入者操作时发出信号）；然后向mutex 1 发送信号以保护readcount（来自其他可能正在退出的读取器），如果它是第一个读取器（readercount == 1），则向mutex w 发送信号以保护写入器（现在排除写入器执行其操作）。

读取可以并行进行，因此在读取时不需要保护其他读取器（请记住，此时互斥锁 w 被持有，因此写入器不会相互引用）

然后最后一个读取器重置写入互斥锁 (w) 以允许写入器。

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防止写入器饥饿的技巧是写入器伪装成读取器（在发送互斥锁p 时），因此即使有很多读取器也很有可能被调度。此外，mutex 3 可以防止太多读者等待互斥体 r，因此作者有很好的机会在 r 到来时发出信号。

Answer 2

查看Concurrent Control with "Readers" and "Writers" by P.J. Courtois, F. Heymans, and D.L. Parnas，这是维基百科代码的参考。它解释了为什么需要所有互斥锁。