读者写者问题（读者优先、写者优先、公平竞争）

读者优先:

1.写者、读者互斥访问文件资源。

2.多个读者可以同时访问文件资源。

3.只允许一个写者访问文件资源。

具体实现:

1.设置信号量fileSrc实现读写者对临界资源的访问。

2.设置计数器readCount来统计访问临界资源的读者数目，设置信号量readCountSignal完成对readCount计数器资源的互斥访问。

/*初始化读者队列为0，文件资源的初始值为1*/

int readCount = 0;
semaphore readCountSignal = 1;

reader()
{
while(true)
{

wait(readCountSignal); //申请读者队列计数器

if(!readCount)         //如果读者队列为空，申请文件资源

wait(fileSrc);

readCount++;

signal(readCountSignal); //释放读者计数器资源

...

perform read operation //执行临界区代码
...

wait(readCountSignal);   //申请读者计数器资源

readCount--;

if(!readCount)          //如果读者队列为空，释放文件资源

signal(fileSrc);

signal(readCountSignal); //释放读者计数器资源

}

}

writer()
{
while(true)
{
wait(file);               //申请文件资源

...

perform write operation   //执行临界区代码
...

signal(fileSrc);          //释放文件资源

}
}

写者优先:

1.写者线程的优先级高于读者线程。

2.当有写者到来时应该阻塞读者线程的队列。

3.当有一个写者正在写时或在阻塞队列时应当阻塞读者进程的读操作，直到所有写者进程完成写操作时放开读者进程。

4.当没有写者进程时读者进程应该能够同时读取文件。

具体实现:

1.通过添加信号量read实现写者到来时能够打断读者进程。

2.设置信号量fileSrc实现读写者对临界资源的访问。

3.设置计数器writeCount来统计当前阻塞的写者进程的数目，设置信号量writeCountSignal完成对writeCount计数器资源的互斥访问。

4.设置计数器readCount来统计访问临界资源的读者数目，设置信号量readCountSignal完成对readCount计数器资源的互斥访问。

/*初始化读者、写者队列为0，初始化令牌资源、读写计数器资源的初始值为1*/
int readCount = 0;
int writeCount = 0;
semaphore read = 1;
semaphore readCountSignal = 1;
semaphore writeCountSignal = 1;

reader()
{
while(true)
{
wait(read);            //申请令牌
wait(readCountSignal); //申请读者队列计数器

if(!readCount)         //如果读者队列为空，申请文件资源
wait(fileSrc);
readCount++;

signal(readCountSignal); //释放读者计数器资源
signal(read);            //释放令牌

...
perform read operation //执行临界区代码
...

wait(readCountSignal);   //申请读者计数器资源
readCount--;
if(!readCount)          //如果读者队列为空，释放文件资源
signal(fileSrc);
signal(readCountSignal); //释放读者计数器资源
}
}

writer()
{
while(true)
{
wait(writeCountSignal);  //申请写者计数器资源
if(!writeCount)          //如果写者队列为空则申请令牌
wait(read);
writeCount++;
signal(writeCountSignal); //释放写者计数器资源
wait(file);               //申请文件资源

...
perform write operation   //执行临界区代码
...

signal(fileSrc);          //释放文件资源
wait(writeCountSignal);   //申请写者计数器资源
writeCount--;
if(!writeCount)           //如果写者队列为空则释放令牌
signal(read);
signal(writeCountSignal); //释放写者计数器资源
}
}

公平竞争：

1.优先级相同。

2.写者、读者互斥访问。

3.只能有一个写者访问临界区。

4.可以有多个读者同时访问临界资源。

具体实现：

1.设置file信号量实现对临界资源的互斥访问。

2.设置计数器readCount实现多个读者访问临界资源，通过设置信号量readCountSignal实现对readCount计数器的互斥访问。

3.设置信号量keySignal实现读者和写者的公平竞争（令牌）。

4.设置信号量OneSignal实现只有读者队列或写者阻塞在keySignal（对令牌资源的访问控制）。

/* 读者队列初始值为0，其他资源初始值为1*/
int readCount = 0;
semaphore keySignal = 1;
semaphore OneSignal = 1;
semaphore readCountSignal = 1;

reader()
{
while(true)
{
wait(keySignal);        //申请令牌
wait(readCountSignal);  //申请计数器资源
if(!readCount)          //为零则申请文件资源
wait(fileSrc);
readCount++;
signal(readCountSignal); //释放计数器资源
signal(keySignale);      //释放令牌

...
perform read operation  //执行临界区代码
...

wait(readCountSignal);  //申请计数器资源
readCount--;
if(!readCount)                //为零则释放文件资源
signal(fileSrc);
signal(readCountSignal); //释放读者计数器资源
}
}

writer()
{
while(true)
{
wait(OneSignal);     //申请令牌资源
wait(keySignal);     //申请令牌
wait(fileSrc);       //申请文件资源

...
perform write operation //执行临界区代码
...

signal(fileSrc);   //释放文件资源
signal(keysignal); //释放令牌
signal(OneSignal); //释放令牌资源
}
}