Я пытаюсь предоставить доступ к общему ресурсу двум типам потоков.Доступ к нему может иметь более одного потока, если и только если этот поток относится к одному и тому же типу.Давайте рассмотрим черные и белые.Когда ресурс используется белыми, он не может использоваться черными и наоборот.
Я попытался реализовать это с помощью семафоров.Как только черный пытается получить доступ к ресурсу, он будет увеличивать количество черных, и если это число равно 1, он заблокирует доступ белых к нему.
Проблема: наблюдается заметное голодание, когда существует более 1 потока каждого типа (в моем случае потоки с идентификатором 0 никогда не использовали его).Я попытался исправить это, добавив дополнительный семафор, чтобы служить в качестве очереди.
Наблюдение: это очень похоже на проблему читателей-писателей, за исключением того, что существует множество критериев доступа.(он может использоваться несколькими потоками одного типа). В последнее время я довольно часто ломаю голову над этой проблемой, и я не могу понять, как мне к этому подойти.
Теперь для некоторого кода:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define MAX_RAND 100
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define WHITES 3
#define BLACKS 2
#define MAX_WORLOAD 10
sem_t semaphore;
sem_t resource_semaphore;
sem_t service_queue;
volatile int resource = 0;
volatile int currentWhites = 0;
volatile int currentBlacks = 0;
typedef struct
{
char *type;
int *id;
} data;
void *white(void *args)
{
data *thread_data = (data *)args;
int id = *(thread_data->id);
char *type = thread_data->type;
for (int i = 0; i < MAX_WORLOAD; i++)
{
sem_wait(&service_queue);
sem_wait(&semaphore);
sem_post(&service_queue);
currentWhites++;
if (currentWhites == 1)
{
sem_wait(&resource_semaphore);
}
sem_post(&semaphore);
sem_wait(&semaphore);
currentBlacks--;
resource = rand() % MAX_RAND;
printf("Thread %d of type %s has updated resource to %d\n\n", id, type, resource);
if (currentWhites == 0)
{
sem_post(&resource_semaphore);
}
sem_post(&semaphore);
}
}
void *black(void *args)
{
data *thread_data = (data *)args;
int id = *(thread_data->id);
char *type = thread_data->type;
for (int i = 0; i < MAX_WORLOAD; i++)
{
sem_wait(&service_queue);
sem_wait(&semaphore);
sem_post(&service_queue);
currentBlacks++;
if (currentBlacks == 1)
{
sem_wait(&resource_semaphore);
}
sem_post(&semaphore);
sem_wait(&semaphore);
currentBlacks--;
resource = rand() % MAX_RAND;
printf("Thread %d of type %s has updated resource to %d\n\n", id, type, resource);
if (currentBlacks == 0)
{
sem_post(&resource_semaphore);
}
sem_post(&semaphore);
}
}
data *initialize(pthread_t threads[], int size, char *type)
{
data *args = malloc(sizeof(data) * size);
int *id = malloc(sizeof(int));
void *function;
if (type == "WHITE")
{
function = white;
}
else
{
function = black;
}
for (int i = 0; i < size; i++)
{
*id = i;
args[i].type = type;
args[i].id = id;
printf("Initializing %d of type %s\n", *args[i].id, args[i].type);
pthread_create(&threads[i], NULL, function, (void **)&args[i]);
}
return args;
}
void join(pthread_t threads[], int size)
{
for (int i = 0; i < size; i++)
{
pthread_join(threads[i], NULL);
}
}
void initialize_locks()
{
sem_init(&semaphore, 0, 1);
sem_init(&resource_semaphore, 0, 1);
sem_init(&service_queue, 0, 1);
}
int main()
{
initialize_locks();
pthread_t whites[WHITES];
pthread_t blacks[BLACKS];
char *white = "white";
char *black = "black";
data *whites_arg = initialize(whites, WHITES, white);
data *blacks_arg = initialize(blacks, BLACKS, black);
join(whites, WHITES);
join(blacks, BLACKS);
free(whites_arg);
free(blacks_arg);
return 0;
}