Welche Probleme kennst du im Zusammenhang mit Parallelisierung?

• Rennbedingung (Race condition): Mehrere Threads/Prozesse greifen gleichzeitig auf gemeinsam genutzte Daten zu und ändern sie, was zu unvorhersehbaren Ergebnissen führt.
• Deadlock (Verklemmung): Zwei oder mehr Threads warten auf Ressourcen, die von anderen gehalten werden, was das System zum Stillstand bringt.
• Verhungern (Starvation): Ein Thread mit niedriger Priorität erhält keinen Zugriff auf Ressourcen und wartet unendlich.
• Synchronisationskosten: Die Verwendung von Sperren und anderen Synchronisationsprimitive erfordert Zeit und Ressourcen, was die Gesamtleistung verringert.
• Debugging-Komplexität: Das Debuggen von Parallelcode ist schwierig aufgrund der unvorhersehbaren Ausführungsreihenfolge der Threads und der Schwierigkeit, Probleme zu reproduzieren.
• Nicht-Determinismus: Das Ergebnis der Programmausführung kann bei jedem Lauf variieren, abhängig von der unterschiedlichen Reihenfolge der Thread-Ausführung.
• Skalierbarkeit: Unfähigkeit, die Leistung proportional zur Anzahl der Kerne zu skalieren, aufgrund von Einschränkungen im Algorithmus oder in der Architektur.
• Falsches Teilen des Caches (False sharing): Mehrere Threads greifen gleichzeitig auf unterschiedliche Daten zu, die sich in derselben Cache-Linie befinden, was ständige Aktualisierungen verursacht.

Beispiel für Race Condition:

class Counter {
    private int count = 0;

    public void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}
// Wenn zwei Threads gleichzeitig increment() ohne Synchronisation aufrufen,
// kann der endgültige Wert von count kleiner sein als erwartet.