Что вы можете рассказать о проблеме Reader-Writer?

Проблема Reader-Writer (читатель-писатель) возникает при параллельном доступе к разделяемому ресурсу.

Суть проблемы:

• Множество потоков одновременно читают данные.
• Ограниченное количество потоков (обычно один) пишут данные.
• Чтение не меняет данные, поэтому несколько читателей могут работать параллельно.
• Запись меняет данные, поэтому только один писатель может работать одновременно, и во время записи не должно быть ни читателей, ни писателей.

Цель: Обеспечить корректный доступ к ресурсу, предотвращая состояние гонки и взаимные блокировки (deadlocks), при этом максимизируя параллелизм для операций чтения.

Простые решения могут привести к:

• Голоданию писателей: Если постоянно есть активные читатели, писатели могут никогда не получить доступ.
• Голоданию читателей: Если приоритет отдается писателям, постоянные операции записи могут блокировать читателей.

Типичные решения используют:

• Мьютексы: для монопольного доступа (либо один читатель/писатель, либо никого). Слишком ограничительно для читателей.
• Семефоры: для управления доступом, позволяя нескольким читателям, но только одному писателю.
• Состояния (Conditions): для ожидания определенных условий (например, пока все писатели закончат).
• pthread_rwlock_t (POSIX): Нативный примитив для Reader-Writer блокировок.

Пример использования pthread_rwlock_t:

c

В iOS/macOS, можно использовать:

• Аналогичные примитивы из libpthread.
• Dispatch Barriers с GCD: можно отправлять задачи на конкурентную очередь, используя барьер для задач записи. Задачи до барьера выполнятся до него, барьерная задача выполнится одна, а задачи после барьера начнутся после его завершения.

swift

Выбор решения зависит от конкретных требований к производительности, приоритетам читателей/писателей и платформы разработки.