读者-写者问题
1、假设一个系统中，有读者和写者两组并发进程，共享一个文件，当两个或两个以上的读进程同时访问共享数据时不会产生副作用，但若某个写进程和其他进程（读进程或写进程）同时访问共享数据时则可能导致数据不一致的错误。因此要求：
1、允许多个读者可以同时对文件执行读操作。
2、只允许一个写者往文件中写信息。
3、任一写者在完成写操作之前不允许其他读者或写者工作。
4、写者执行写操作前，应让已有的读者和写者全部退出。
1、关系分析。找出问题中描述的各个进程，分析它们之间的同步、互斥关系。
两类进程：写进程、读进程。
互斥关系：写进程-写进程、写进程-读进程。读进程与读进程间不存在互斥问题。
2、整理思路。根据各进程的操作流程确定P、V操作的大致顺序。
写者进程和任何进程都互斥，设置一个互斥信号量rw，在写者访问共享文件前后分别执行P、V操作。读者进程和写者进程也要互斥，因此读者访问共享文件前后也要对rw执行P、V操作。
但如果所有读者进程在访问共享文件之前都执行P(rw)操作，那么会导致各个读进程之间也无法同时访问文件，这个问题是读者写者问题的核心问题。
3、设置信号量。设置需要的信号量，并根据题目条件确定信号量初值。（互斥信号量初值一般为1，同步信号量的初值要看对应资源的初始值是多少）
P(rw)和V(rw)其实就是对共享文件的“加锁”和“解锁”。既然各个进程需要同时访问，而读进程与写进程又必须互斥访问，那么我们可以让第一个访问文件的读进程“加锁”，让最后一个访问完文件的读进程“解锁”。可以设置一个整数变量count记录当前有几个读进程在访问文件。
1、semaphore rw = 1; //用于实现对文件的互斥访问。
int count = 0; //记录当前有几个读进程在访问文件
semaphore mutex = 1; //用于保证对count变量的互斥访问
semaphore w = 1; //用于实现“写优先”
write () {
while (1) {
P(w);
P(rw); //写之前“加锁”
写文件...；
V(rw); //写之后“解锁”
V(w);
}
}
reader () {
while (1) {
P(w);
P(mutex); //各读进程互斥访问count
if (count == 0) {
P(rw); //第一个读进程负责“加锁”
count++; //访问文件的读进程数加1
}
V(mutex);
V(w);
读文件...
P(mutex);
count--; //访问文件的读进程数减1
if (count == 0) {
V(rw); //最后一个读进程负责“解锁”
}
V(mutex);
}
}
2、问题一：
若两个读进程并发执行，则两个读进程有可能先后执行P(rw)，从而使第二个读进程阻塞的情况。
如何解决：
出现上述问题的原因在于对count 变量的检查和赋值无法一气呵成，因此可以设置另一个互斥信号量 mutex 来保证各读进程对count 的访问是互斥的。
3、问题二：
如果有源源不断的读进程会导致写进程出现饥饿的现象。
如何解决：
实现“写优先”，如果一个读进程结束后，如果先来的是写进程就执行写进程操作，如果先来的是读进程则执行读进程操作，所以我们引入一个信号量 w。
在这种算法中，连续进入的多个读者可以同时访问读文件；写者和其他进程不能同时访问文件；写者不会饥饿，但也并不是真正的“写优先”，而是相对公平的先来先服务原则。