C 线程-访问资源避免饥饿

我知道这不是一个“家庭作业帮助网站”，但我在过去的几天里疯了，因为我必须实现对资源的访问以避免饥饿，我不知道如何做到这一点。有人能帮我提供一些应用程序示例或文档吗？分配为：一个资源可由两种类型的进程使用：黑色和白色。当资源被白色进程使用时，它不能被黑色进程使用，反之亦然。实现对资源的访问，避免饥饿。这是生产者-消费者的情况吗？

一般来说，访问共享资源（或互斥）是一个问题

如果有两个同一类的对象，则两个线程：

伪代码：

loop 
   if shared_resource is free
      lock shared_resource
      do something
      free shared_resource 

这是一个非常宽泛的概念

让我们做一些假设（为了讨论）：

• 我们的进程将是线程——而不是实际的软件进程，在您的任务中可能有一个重要的区别
• 白色进程是读卡器
• 黑人是作家
• 我们的共同资源是特定的变量

互斥锁（）： 互斥锁是一种排他锁，它有一个二进制状态，它要么被锁定，要么被解锁。您可以锁定、解锁或检查它是否已锁定

线程可以使用互斥锁相互锁定，就像进程可以使用信号量相互锁定一样

当您想要保护一个变量不被两个线程同时使用时，您可以为该变量创建一个互斥体，并写入每个线程，以便它在尝试使用该变量之前尝试锁定互斥体，并在使用完成后解锁该互斥体

这使得任何第一个线程都会锁定互斥锁和任何后续的线程块，直到第一个线程解锁互斥锁为止，基本上迫使所有这些线程排队并按顺序操作该特定变量

当您只想读取变量而不更改其值时，这有点无效，因为读取相同内容的两个线程不会创建任何冲突或无效数据。但是，两个线程同时写入可能会损坏数据

（RWL）： 大多数读写锁的实现都将使用共享锁和独占锁，但它们公开了一种简单的使用方法：如果要读取，请获取“读取锁”，如果要写入，请获取“写入锁”

“读锁”不是独占的，它们允许多个读卡器在一个特定时间进行读取（无阻塞）

“写锁”是排他性的，在一个特定的时间只能有一个写入器进行写入（无阻塞）

饥饿：

• 第一步：Readers/Writers Locks是当第一个（读）线程获取变量上的“读锁”时发生的事件，第二个（写）线程尝试获取“写锁”，但被阻止，直到所有读卡器完成读取
• 第二步：在第一个线程完成读取之前，第三个（读取）线程抓取变量上的“读取锁”；这意味着第二个（写）线程必须等待第三个线程完成

重复第二步，直到达到饥饿状态

通过以下方式避免饥饿： seqlock由一个互斥锁和一些计数器实现。它始终允许读取，即使写入程序正在写入变量，但它为读取器提供了一种检查数据是否在读取期间写入的方法，如果是这样，则可能会损坏，因此读取器必须重新读取数据并再次检查一致性

“读取和一致性检查”阶段在循环中运行，直到检查确认数据的一致性，此时，读取器可以继续执行其常规任务

写入程序使用互斥来获取独占访问，因此它们从不重叠操作

这适用于高读低写情况。如果有太多的作者，读者会不断地循环重读数据

你的特殊情况： 如果黑色进程需要能够在它们之间共享资源，而白色进程需要能够在它们之间共享资源，但是白色进程不能与黑色进程共享资源，那么解决方案将不是RWL或Seqlock

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Seqlock算法的一种变体可能是您的解决方案。

您了解饥饿的症状是什么吗？只要您让我们知道这是家庭作业，并接受这样一个事实，即我们将尝试不直接向您提供解决方案，而是引导您走上正确的道路，帮助您了解基本知识，那么“家庭作业帮助网站”也是如此（或者是目前正在逃避你的事情）并让你为之工作。就read而言，饥饿是一个或多个线程无法进展的情况。死锁同样存在问题。