操作系统实验报告readerwriter.docx

操作系统实验报告readerwriter.docx

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操作系统实验报告readerwriter

操

作

系

统

实

验

报

告

实验题目：

ReaderWriter实验

一．实验目的：

1.通过编写和调试程序以加深对进程、线程管理方案的理解

2.熟悉Windows多线程程序设计方法

二．实验原理：

读者-写者允许多个读者同时读一个数据对象，因为读文件不会使数据发生混乱，但不允许一个写者进程与其他读者进程或写者进程同时访问该数据对象。

文件是各个进程能互斥访问临界资源，读者进程和写者进程之间互斥。

在读者进程中，可以有多个读者读数据库，在读者进程的计数要互斥，避免发生错误，同时注意当第一个读者进程读时，一定要封锁写者进程。

当读者进程逐渐撤离时，要针对计数变量进行互斥操作，若当前为最后一个读者进程，读完后应唤醒写者进程。

所以应该分四类可能性：

1.读者优先权比写者高，并且不用调配。

2.在一个读者已经占有文件的时候，全体读者的优先权才比写者高

3.写者的优先权比读者的优先权高

4.所有写者的和所有读者有相同的优先权

三．实验代码：

DataBaseBuffer：

importjava.awt.*;

publicclassDataBaseBufferextendsCanvas{

int[]readWantQ;

int[]writerWantQ;

String[]wantQ;

intframeDelay=1560;

privateintwriterID;

privateintreaderCount;

privateintwantCount;

privateintreaderWantCount,writerWantCount;

privateintwriterCount;

privateintwn,rn;//thenumberofreadersandwriters

privateintreadTop,readBottom,writerTop,writerBottom;

privateintwantTop,wantBottom;

privateFontfont;

privateFontMetricsfm;

privatebooleanreadLock=false;

privatebooleanwriteLock=false;

publicDataBaseBuffer（）{

resize（500,300）;

setBackground（Color.white）;

font=newFont（"TimesRoman",Font.BOLD,18）;

fm=getFontMetrics（font）;

}

publicvoidsetSize（intreaderN,intwriterN）

{

rn=readerN;

wn=writerN;

readTop=readBottom=writerTop=writerBottom=0;

readerCount=writerCount=readerWantCount=writerWantCount=0;

wantTop=wantBottom=0;

wantCount=0;

writerID=0;

readLock=false;

writeLock=false;

wantQ=newString[rn+wn];

writerWantQ=newint[wn];

readWantQ=newint[rn];

repaint（）;

}

publicsynchronizedvoidenterQueue（Strings,intid）

{

wantQ[wantTop]=s+id;

wantTop++;

wantCount++;

repaint（）;

}

publicsynchronizedvoiddequeue（Strings,intid）

{

Stringstr;

str=s+id;

while（!

wantQ[0].equals（str））

{

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

for（inti=0;i<（wantTop-1）;i++）

{

wantQ[i]=wantQ[i+1];

}

wantTop--;

wantCount--;

repaint（）;

}

publicsynchronizedvoidchangePosition（Strings,intid）

{

Stringstr;

Stringtmp;

intpos=0;//tofindthepostingof1stwriter

Stringwtr;

wtr=s+id;

while（!

（wantQ[pos].equals（wtr）））

{

pos++;

}

for（inti=0;i

{

System.out.println（wantQ[i]）;

}

str=wantQ[pos];

for（inti=pos;i>0;i--）

{

wantQ[i]=wantQ[i-1];

}

wantQ[0]=str;

repaint（）;

for（inti=0;i

{

System.out.println（wantQ[i]）;

}

}

publicsynchronizedbooleanhasWriterWant（）

{

return（writerWantCount>0）;

}

publicsynchronizedbooleanhasReaderWant（）

{

return（readerWantCount>0）;

}

publicsynchronizedvoidacquireReadLock（ReaderWriterAppletapplet,intid）

{

readWantQ[readTop]=id;//numsistheindexforreadWantQ

readTop=（readTop+1）%rn;

readerWantCount++;

repaint（）;

notifyAll（）;

enterQueue（"R",id）;

applet.r[id].status=1;//wantin

applet.mc.println（applet.r[id].status,"r",id）;

try{applet.r[id].sleep（frameDelay）;}catch（InterruptedExceptione）{}

if（applet.writerPriority）

{

while（hasWriterWant（）||writeLock）

{

applet.r[id].status=3;

applet.mc.println（applet.r[id].status,"r",id）;

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}//endofwhileloop

}//endofifstatement

elseif（applet.readerPriority）

{

while（readWantQ[readBottom]!

=id）

{

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

changePosition（"R",id）;

}

else

{

applet.r[id].status=3;

applet.mc.println（applet.r[id].status,"r",id）;

while（!

wantQ[wantBottom].equals（"R"+id））

{

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

}

while（writeLock）//ifthereisanywriteriswriting

{

applet.r[id].status=3;

applet.mc.println（applet.r[id].status,"r",id）;

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

if（readLock==false）

{

readLock=true;

notifyAll（）;

}

readBottom=（readBottom+1）%rn;

readerWantCount--;

dequeue（"R",id）;

readerCount++;

repaint（）;

applet.r[id].status=2;

applet.mc.println（applet.r[id].status,"r",id）;

System.out.println（"Reader"+id+"isreading"）;

notifyAll（）;

}

publicsynchronizedbooleanhasReader（）

{

return（readerCount>0）;

}

publicsynchronizedvoidreleaseReadLock（ReaderWriterAppletapplet,intid）

{

readerCount--;

notifyAll（）;

if（!

hasReader（））

{

readLock=false;

notifyAll（）;

applet.r[id].status=4;

applet.mc.println（applet.r[id].status,"r",id）;

}

repaint（）;

}

publicsynchronizedvoidacquireWriteLock（ReaderWriterAppletapplet,intid）

{

writerWantQ[writerTop]=id;

writerTop=（writerTop+1）%wn;

writerWantCount++;

notifyAll（）;

repaint（）;

enterQueue（"W",id）;

applet.w[id].status=1;//wantin

applet.mc.println（applet.w[id].status,"w",id）;

try{applet.w[id].sleep（frameDelay）;}catch（InterruptedExceptione）{}

if（applet.writerPriority）

{

while（writerWantQ[writerBottom]!

=id）

{

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

changePosition（"W",id）;

while（readLock||writeLock）

{

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

}

elseif（applet.readerPriority）

{

while（!

（wantQ[wantBottom].equals（"W"+id））||hasReaderWant（）||readLock||writeLock）

{

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

System.out.println（"Writer"+id+"moveforward"）;

}

else

{

while（!

（wantQ[wantBottom].equals（"W"+id）））

{

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

while（readLock||writeLock）

{

try{wait（）;}catch（InterruptedExceptione）{}

}

}

writeLock=true;

System.out.println（"Writer"+id+"Gotthelock******"）;

notifyAll（）;

dequeue（"W",id）;

writerBottom=（writerBottom+1）%wn;

writerID=id;

writerWantCount--;

writerCount++;

notifyAll（）;

repaint（）;

applet.w[id].status=2;

applet.mc.println（applet.w[id].status,"w",id）;

}

publicsynchronizedvoidreleaseWriteLock（ReaderWriterAppletapplet,intid）

{

System.out.println（"Writer"+id+"releasedthelock"）;

writerCount--;

writerID=0;

writeLock=false;

notifyAll（）;

repaint（）;

}

publicvoidclear（）

{

writerBottom=writerTop=0;

readBottom=readTop=0;

writerWantCount=0;

readerWantCount=0;

readerCount=0;

writerCount=0;

readLock=writeLock=false;

writerWantQ=newint[wn];

readWantQ=newint[rn];

wantQ=newString[wn+rn];

wantTop=wantBottom=0;

}

publicvoidpaint（Graphicsg）{

intxpos=630;

intypos=5;

g.setFont（newFont（"TimesRoman",Font.BOLD,11））;

g.setColor（Color.green）;

g.draw3DRect（xpos,ypos,10,10,true）;

g.fillRect（xpos,ypos,10,10）;

g.drawString（"Reading",xpos+15,ypos+10）;

g.setColor（Color.red）;

g.draw3DRect（xpos,ypos+14,10,10,true）;

g.fillRect（xpos,ypos+14,10,10）;

g.drawString（"Writing",xpos+15,ypos+25）;

g.setColor（Color.blue）;

g.draw3DRect（xpos,ypos+28,10,10,true）;

g.fillRect（xpos,ypos+28,10,10）;

g.drawString（"Empty",xpos+15,ypos+40）;

g.setFont（newFont（"TimesRoman",Font.BOLD,14））;

g.setColor（Color.blue）;

xpos=40;

ypos=50;

g.drawString（"WaitingQueue",xpos-5,ypos-20）;

inti=wantBottom;

for（intj=0;j

{

if（wantQ[i].equals（"W1"）||wantQ[i].equals（"W2"）

||wantQ[i].equals（"W3"）||wantQ[i].equals（"W4"）

||wantQ[i].equals（"W5"））

{

g.setColor（Color.red）;

g.drawString（wantQ[i],xpos+450-30*j,ypos-18）;

g.draw3DRect（xpos+445-30*j,ypos-35,28,28,true）;

}

if（wantQ[i].equals（"R1"）||wantQ[i].equals（"R2"）

||wantQ[i].equals（"R3"）||wantQ[i].equals（"R4"）

||wantQ[i].equals（"R5"））

{

g.setColor（Color.green）;

g.drawString（wantQ[i],xpos+450-30*j,ypos-18）;

g.draw3DRect（xpos+445-30*j,ypos-35,28,28,true）;

}

i=（i+1）%（wn+rn）;

}

if（readLock）g.setColor（Color.green）;

elseif（writeLock）g.setColor（Color.red）;

elseg.setColor（Color.blue）;

g.draw3DRect（xpos+250,ypos+20,100,100,true）;

g.fillRect（xpos+250,ypos+20,100,100）;

if（readLock）

{

g.setColor（Color.black）;

g.drawString（"Reading",xpos+270,ypos+60）;

}

elseif（writeLock）

{

g.setColor（Color.black）;

g.drawString（"W"+Integer.toString（writerID）,xpos+280,ypos+45）;

g.drawString（"Writing",xpos+270,ypos+60）;

}

}

}

MessageCanvas：

importjava.awt.*;

classMessageCanvasextendsCanvas

{

privateFontfont;

privateFontMetricsfm;

privateint[]writerStatus;

privateint[]readerStatus;

privateintmsgHeight;

privateintmsgWidth;

privateintpn,cn;

privateintframeDelay=256;

publicMessageCanvas（）

{

resize（size（）.width,50）;

setBackground（Color.green）;

font=newFont（"TimesRoman",1,18）;

fm=getFontMetrics（font）;

msgHeight=fm.getHeight（）;

}

publicvoidsetMessage（intwriterN,intreaderN）

{

pn=writerN;

cn=readerN;

writerStatus=newint[pn+1];

readerStatus=newint[cn+1];

repaint（）;

}

voidprintln（Strings）

{

msgWidth=fm.stringWidth（s）;

repaint（）;

}

voidprintln（ints,Stringst,intid）

{

if（st.equals（"w"））

writerStatus[id]=s;

else

readerStatus[id]=s;

repaint（）;

}

voidprintln（ints,intnumber,Stringst,intid）

{

if（st.equals（"w"））

{

writerStatus[id]=s;

}

else

{

readerStatus[id]=s;

}

repaint（）;

}

publicvoidpaint（Graphicsg）

{

g.setFont（font）;

intxpos=60;

intypos=40;

g.drawString（"StatusofReaders: