Почему не рекомендуется использовать блоки синхронизации и аналогичные конструкции при работе с корутинами?

Использование блокирующих конструкций, таких как synchronized или lock из стандартной библиотеки, при работе с корутинами ведет к неэффективному использованию ресурсов и может вызвать проблемы.

Основные причины:

• Блокировка потока: Синхронизационные блоки останавливают выполнение потока, а не только корутины. Если внутри синхронизированного блока выполняется Suspending-функция, поток будет заблокирован, пока Suspending-функция не завершится и блокировка не будет снята. Это может привести к "голоданию" других корутин, использующих тот же поток.
• Несовместимость с Suspending-функциями: Механизм работы корутин (переключение контекста, продолжения) не учитывает блокировки на уровне потоков. Выполнение Suspending-функции внутри синхронизированного блока нарушает неблокирующую природу корутин.
• Нарушение принципов структурированной конкурентности: Корутины имеют свою систему отметок об отмене и иерархию. Блокировки на уровне потоков эту систему игнорируют, затрудняя правильную обработку отмены и управление жизненным циклом.
• Риск дедлоков: Комбинация блокировок потоков и механизмов корутинной конкурентности увеличивает вероятность возникновения сложных дедлоков, которые трудно отлаживать.

Вместо блокировок на уровне потоков для синхронизации доступа к разделяемым ресурсам в корутинах следует использовать специализированные примитивы конкурентности из библиотеки kotlinx.coroutines:

• Mutex: Обеспечивает взаимное исключение. Корутина, пытающаяся захватить занятый мьютекс, приостанавливается (без блокировки потока) до тех пор, пока мьютекс не будет освобожден.
• Semaphore: Ограничивает количество корутин, одновременно имеющих доступ к ресурсу.
• Channel: Используется для обмена данными между корутинами.
• Atomic variables: Для простых атомарных операций.

Пример использования Mutex:

import kotlinx.coroutines.sync.Mutex
import kotlinx.coroutines.sync.withLock
import kotlinx.coroutines.*

val mutex = Mutex()
var counter = 0

suspend fun incrementCounter() {
    mutex.withLock {
        // Критическая секция
        counter++
    }
}

fun main() = runBlocking {
    // Создаем множество корутин для конкурентного доступа
    repeat(1000) {
        launch {
            incrementCounter()
        }
    }
    delay(1000) // Даем время корутинам выполниться
    println("Counter: $counter") // Ожидаем 1000
}

mutex.withLock является suspending-функцией. Если мьютекс занят, корутина, вызвавшая withLock, приостанавливается и освобождает поток для других задач. Когда мьютекс становится доступным, корутина возобновляется. Это не блокирует поток, в отличие от synchronized.