需求分析和概要设计

一、需求分析说明

在Windows7环境下，创建一个控制台进程，此进程包含n 个线程。用这n个线程来表示n个读者或写者。每个线程按相应测试数据文件的要求进行读写操作。用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。

读者-写者问题的读写操作限制(包括读者优先和写者优先):

1) 写-写互斥，即不能有两个写者同时进行写操作。

2) 读-写互斥，即不能同时有一个线程在读，而另一个线程在写。

3) 读-读允许，即可以有一个或多个读者在读。

读者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一个读者正在进行读操作，则该读者可直接开始读操作。

写者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源，则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。

运行结果显示要求:要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息，以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。

以下是各功能模块的功能描述：

1．主函数模块

判断进行读者优先还是写者优先。

2．读者优先-读者线程

定义互斥变量h_Mutex，通过WaitForSingleObject(h_Mutex,-1)实现对readcount的互斥访问。

3.读者优先-写者线程

当前读者进程全部结束后，等待的写者进程就可以申请资源EnterCriticalSection(&RP_Write)进行写操作。

4．写者优先-读者线程

定义互斥变量h_Mutex1，h_Mutex2，通过WaitForSingleObject(h_Mutex1,-1)读者进入临界区，同时通过h_Mutex2实现对readcount的互斥访问。5．写者优先-写者线程

定义互斥变量h_Mutex3，实现对writecount的互斥访问。

6. 读写操作优先处理函数

从文件中读取相关数据，通过数组依次创建读者进程和写者进程，来协调程序的运行，直到所有的读写线程全部结束。

测试数据：

1 R 3 5

2 W 4 5

3 R 5 2

4 R 6 5

5 W 5.1 3

二、概要设计说明

1线程控制：

CreateThread 完成线程创建，在调用进程的地址空间上创建一个线程，以执行指定的函数；它的返回值为所创建线程的句柄。

HANDLE CreateThread(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD

DWORD dwStackSize, // initial stack size LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // thread function

LPVOID lpParameter, // thread argument DWORD dwCreationFlags, // creation option LPDWORD lpThreadId // thread identifier );

2 ExitThread 用于结束当前线程。

VOID ExitThread(

DWORD dwExitCode // exit code for this thread

);

3 Sleep 可在指定的时间内挂起当前线程。

VOID Sleep(

DWORD dwMilliseconds // sleep time

);

4信号量控制：

WaitForSingleObject 可在指定的时间内等待指定对象为

可用状态； DWORD WaitForSingleObject(

HANDLE hHandle, // handle to object

DWORD dwMilliseconds // time-out interval

);

hHandle为等待的对象，也就是实现同步或者互斥的对象。该函数一执行，相应的信号量就减去1，如果信号量小于等于0，那么他一直在循环。

5 实现信号量互斥和同步

CreateSemaphore用于创建信号量，根据参数的不同可以利用它实现互斥和同步。 ReleaseSemaphore用于释放信号量，使用后相应的信号量加1

HANDLE CreateSemaphore(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes,//SD

LONG,lInitialCount, //initial count

LONG,lMaximumCount, //maximum count

LPCTSTR lpName //object name

); ReleaseSemaphore( HANDLE hSemaphore, LONG lRelseaseCount, LPLONG lpPreviousCount ); //handle to semaphore //cont increment amount //previous count 6控制流程

用CheckPersonList(PersonLists)函数检查PersonLists中是否有为创建的进程（读写者）。如果有则创建相应的读写线程7创建读写者

用boolCreateReader(int StartTime,int WorkTime)函数创建读者写者相应的线程，其中由windows提供的函数为CreateThread (NULL,0,ReaderProc,

(LPVOID)pPerson,0,&dwThreadID);返回的是DWORD型变量。

在CreateReader(int StartTime,int WorkTime)中还会初始化相应的读写者的基本信息，例如何时申请数据何时读数据何时关闭线程等等。

8同步与互斥

WaitForSingleObject(信号量名字,infinite)和ReleaseSemaphore(信号量名字,1,null)用于实现同步于互斥，执行WaitForSingleObject(信号量名字,infinite)信号量相应的信号量减1，执行ReleaseSemaphore(信号量名字,1,null)恢复1。

9.主要数据结构

intreadCount：访问资源的读者线程数目；

intwriteCount：访问资源的写者线程数目；

CRITICAL_SECTIONRP_Writer：临界区对象，读者优先中用于阻塞写者；

CRITICAL_SECTIONCS_Writer：临界区对象，写者优先中实现写写互斥；

CRITICAL_SECTIONCS_Reader：临界区对象，写者优先中用于阻塞读者,体现写者优先；

struct Thread：线程信息结构体结构表示，成员变量包括int Number，char Type，doubleRunTime, WaitTime，分别代表线程序号，线程种类（读者或写者），等待时间，作业时间。

HANDLE Mutex1：互斥信号量，用于实现写者优先。

HANDLE Mutex2：互斥信号量，用于维护read_Count修改。

HANDLE Mutex3：互斥信号量，用于维护write_Count修改。

void ReaderPriority(char *file)\\读者优先主控程序

void RP_ReaderThread(void *p)\\读者优先-读者线程

void RP_WriterThread(void *p)\\读者优先-写者线程

void WriterPriority(char *file)\\写者优先主控程序

void WP_ReaderThread(void *p)\\写者优先-读者线程

void WP_WriterThread(void *p)\\写者优先-写者线程