Какво е състояние на състезание?

Състоянието на състезанието е проблем, който възниква в многонишково или многопроцесорно приложение, когато коректността на резултата зависи от реда на изпълнение на нишките/процесите.

Обикновено се случва, когато няколко нишки едновременно достъпват споделени ресурси (променливи, файлове, бази данни) без подходяща синхронизация.

Това води до непредсказуемо поведение, грешки и некоректни данни.

Пример: Две нишки се опитват едновременно да увеличат споделена променлива.

var sharedCounter = 0

func incrementCounter() {
    let currentValue = sharedCounter // Нишка 1 чете 0
    // Някаква забавяне
    let newValue = currentValue + 1 // Нишка 1 изчислява 1
    sharedCounter = newValue // Нишка 1 записва 1
}

// Ако нишка 2 чете currentValue преди нишка 1 да запише newValue:
func anotherIncrementCounter() {
    let currentValue = sharedCounter // Нишка 2 чете 0
    let newValue = currentValue + 1 // Нишка 2 изчислява 1
    sharedCounter = newValue // Нишка 2 записва 1
}

В този пример, ако и двете нишки се изпълняват едновременно без синхронизация, в крайна сметка sharedCounter може да стане 1 вместо очакваните 2.

За да се предотвратят състезателните условия, се използват механизми за синхронизация:

• Mutex (Взаимно изключване): Блокира достъпа до ресурс, позволявайки само на една нишка да бъде в критичната секция.
• Семафори: Ограничават броя на нишките, които могат едновременно да получат достъп до ресурс.
• Dispatch Queues: Изпълнението на задачите става последователно (за сериални опашки) или с определено ниво на паралелизъм (за конкурентни опашки), с възможност за синхронизиране на достъпа.
• Блокировки (Locks): Различни типове блокировки (NSLock, NSRecursiveLock и др.).
• Атомарни операции: Гарантират, че операцията (четене, писане, инкрементиране) се изпълнява атомарно, т.е. не може да бъде прекъсната от другата нишка.

В разработката за iOS често се използват Grand Central Dispatch (GCD) и Operation Queues за управление на нишките и предотвратяване на състезателни условия. Сериалните Dispatch Queues осигуряват автоматична синхронизация на задачите, изпълнявани в тази опашка.