Что такое состояние гонки?

Состояние гонки (англ. race condition) — ситуация, возникающая в многопоточных или многопроцессных системах, когда результат выполнения программы зависит от порядка, в котором выполняются части кода, работающие с разделяемыми ресурсами (например, переменными или файлами).

Причина – неатомарные операции над разделяемыми данными без должной синхронизации.

Пример: инкремент общей переменной двумя потоками.

c

В данном случае, если оба потока прочитают значение shared_variable (0) до того, как один из них успеет записать измененное значение, конечный результат будет 1 вместо ожидаемых 2.

Последствия могут быть непредсказуемыми и трудновоспроизводимыми ошибками.

Способы предотвращения:

• Мьютексы (mutexes): обеспечивают исключительный доступ к ресурсу.
• Семафоры (semaphores): управляют доступом к ограниченному пулу ресурсов.
• Атомарные операции (atomic operations): гарантируют, что операция выполняется целиком без прерывания.
• Мониторы (monitors) и другие высокоуровневые примитивы синхронизации.