读者、写者问题优化

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define NUM_READERS 5
#define NUM_WRITERS 5

// 定义信号量和全局变量
sem_t sdata, srcount;
int readcount = 0;

// 建议在每个线程中使用局部随机数生成，不重复调用srand()（可在主线程调用一次）
 
void* reader(void* p) {
    int id = *(int*)p + 1;
    // 为每个线程设置一个线程局部种子，使用线程ID与时间混合生成
    unsigned int seed = time(NULL) ^ id;
    while (1) {
        int sleepTime = rand_r(&seed) % 5 + 1; // 随机[1,5]秒

        // 进入读者协议
        sem_wait(&srcount);
        readcount++;
        if (readcount == 1) { // 第一个读者锁定共享资源
            sem_wait(&sdata);
        }
        sem_post(&srcount);

        // 模拟读操作
        printf("读者 %d 开始读取...\n", id);
        sleep(sleepTime);
        printf("读者 %d 读取完成，耗时 %d 秒\n", id, sleepTime);

        // 离开读者协议
        sem_wait(&srcount);
        readcount--;
        if (readcount == 0) { // 最后一个读者释放共享资源
            sem_post(&sdata);
        }
        sem_post(&srcount);

        sleep(1); // 读者操作后稍作延时，再尝试下一次读取
    }
    return NULL;
}

void* writer(void* p) {
    int id = *(int*)p + 1;
    unsigned int seed = time(NULL) ^ id;
    while (1) {
        int sleepTime = rand_r(&seed) % 5 + 1; // 随机写入时间

        // 写者请求进入共享资源
        sem_wait(&sdata);
        printf("写者 %d 开始写入...\n", id);
        sleep(sleepTime);
        printf("写者 %d 写入完成，耗时 %d 秒\n", id, sleepTime);
        sem_post(&sdata);

        sleep(1); // 写者操作后延时
    }
    return NULL;
}

int main(void) {
    int i;
    // 初始化信号量
    sem_init(&sdata, 0, 1);
    sem_init(&srcount, 0, 1);

    pthread_t readers[NUM_READERS], writers[NUM_WRITERS];
    int thread_ids[NUM_READERS > NUM_WRITERS ? NUM_READERS : NUM_WRITERS];
    
    // 初始化随机种子只需一次（如果需要全局 seed 可在此设定）
    srand(time(NULL));

    // 创建读者线程
    for (i = 0; i < NUM_READERS; i++) {
        thread_ids[i] = i;
        pthread_create(&readers[i], NULL, reader, &thread_ids[i]);
    }
    // 创建写者线程
    for (i = 0; i < NUM_WRITERS; i++) {
        thread_ids[i] = i;
        pthread_create(&writers[i], NULL, writer, &thread_ids[i]);
    }

    // 等待所有线程结束（实际上本示例为无限循环，可使用其他退出条件）
    for (i = 0; i < NUM_READERS; i++) {
        pthread_join(readers[i], NULL);
    }
    for (i = 0; i < NUM_WRITERS; i++) {
        pthread_join(writers[i], NULL);
    }
    
    sem_destroy(&sdata);
    sem_destroy(&srcount);
    return 0;
}