读者-作者问题|作家偏好解决方案

先决条件——读者-作者问题| Set 1 (Introduction and Readers Preference Solution)，进程同步中的信号量

在进程同步中，有一个非常经典的同步问题，称为读写器问题。该问题有几个子问题或变体，都涉及优先级，上面的帖子中讨论了其中一个。第二个变体的名称是Writer-priority reader-writers problem。

用于解决问题的变量集是：-

读者，它会跟踪一次有多少读者。
互斥，保护共享变量。
Idle ，用于指示临界区中的线程数(读取器或写入器)。如果它们不是线程，那么它应该是 1，否则应该是 0。

int readers = 0                //Keeps the count of readers
idle = Semaphore (1)           // 1 if no threads are present, else 0
mutex = Semaphore (1)          //Mutex protects the shared counter

对于信号量变量，
wait() 的意思是“等到条件为真”和
signal()表示“条件为真的信号”

readSwitch = Lightswitch ()
writeSwitch = Lightswitch ()
noReaders = Semaphore (1)
noWriters = Semaphore (1)

首先，让我们探索当Reader 优先于 writer时的场景。

问题陈述：它指出，一旦读者准备好，读者就可以阅读文件。换句话说，如果读者有权访问对象，则没有读者应该等待，而作者则等到读者完成它。

读者优先于作者的解决方案

作家解决方案：

Writer 请求进入临界区
如果允许，则它持有noReaders并写入。否则它在队列中等待，直到wait()为真
它退出临界区

下面是笔者的代码：

idle.wait()               //Waits till the critical section is empty.
     //Critical Section for the Writer
idle.signal()            //Signals that the critical section is empty.

在这里，当作者处于临界区时，临界区中不存在其他线程(即读者或作者)。首先，阅读器检查临界区是否为空。如果为空，它会在那里继续并禁止作者进入。

阅读器解决方案：

读者请求进入临界区。
如果允许，则它持有noWriters，因为它持有互斥锁，任何后续读取器都在互斥锁上排队。后续读者仍可进入
Reader 退出临界区。

这是阅读器代码：

readSwitch.lock ( noWriters )            //Locks the writer
    noReaders.wait ()        signaling  // Waits till the  reader exits the critical section
           //critical section for readers
    noReaders.signal ()        //Signals that reader has exited from the Crtical section
readSwitch.unlock (noWriters)           // Unlocks the reader.

问题陈述：它要求的是，一旦一个作家是准备好了，作家执行其尽快写。换句话说，如果一个作者正在等待访问该对象，则没有新的读者可以开始阅读。

Writer 优先于 Reader 时的解决方法

读者解决方案：

读者请求进入临界区
如果允许，那么，

它包含noWriters ，但它不包含 noReaders 。因此，如果作者到达，它可以锁定noReaders ，这将导致后续读者排队。
一旦最后一个读者退出，它标志着noWriters，它允许在队列中的作家进行。

这是阅读器代码：

noReaders.wait ()
    readSwitch.lock ( noWriters )   // Locks the writers when readers enter the critical section
noReaders.signal ()                    //Signals that reader is in critical section
    //critical section for readers
readSwitch . unlock ( noWriters )   //Once the reader exits the critical section, then the writer is unlocked.

作家解决方案：

Writer请求进入临界区。
如果允许，那么

它同时拥有noReaders和noWriters。这确保了临界区中没有读者和作者。
如果读者在临界区，它持有noWriters ，但它不持有noReaders。因此，如果作者到达它可以锁定noReaders，这将导致后续读者排队。
此外， writeSwitch允许多个作者在noWriters 上排队，同时锁定noReaders。因此，许多作者通过临界区甚至没有向noReaders 发出信号

一旦最后一个作者离开临界区，那么唯一的读者可以进入临界区

下面是笔者的代码：

writeSwitch . lock ( noReaders )            //Locks the reader
    noWriters . wait ()                        // Waits till the writer is complete.
        //critical section for writers
    noWriters . signal ()                    //Signals that writer has exited from the Crtical section
writeSwitch . unlock ( noReaders )         // Unlocks the reader.

但是这种实现有一个缺点，即读者可能会饿死或可能面临长时间的延迟。为了避免饥饿，使用监视器。