Mis on lukustusseisund?

Blokeerimise seisund (lock contention) tekib, kui mitu niiti või protsessi üheaegselt püüavad saada eksklusiivset juurdepääsu ühisele ressursile (näiteks muutujale, failile või lukustusele), mis on kaitstud lukustamise mehhanismiga. See põhjustab nende vahelise oote ja ressursi vabastamise ootamise.

Peamised põhjused:

• Mitme niidi/multiprotsessiline töö.
• Ühised muudetavad ressursid.
• Lukustuste ebatõhus kasutamine (liiga pikad või väga granularised lukustused).

Tagajärjed:

• Töö efektiivsuse langus oote tõttu.
• Täiendavad kulud lukustuste haldamisel.
• Võimalikud vastastikused lukustused (deadlocks) ebaõige kasutamise korral.

Minimeerimise viisid:

• Ressursi hoidmise aja vähendamine.
• Vähem granularsete lukustuste kasutamine (ainult vajaliku osa lukustamine).
• Atomaarsete operatsioonide kasutamine, kui see on võimalik.
• Mitteblokkeerivate andmestruktuuride kasutamine.
• Horisontaalne skaleerimine, kui arhitektuur seda võimaldab.

Python-koodi näide, mis näitab konkurentsi lukustuse pärast:

import threading
import time

lock = threading.Lock()
counter = 0

def increment():
    global counter
    # Lukustuse saamine
    lock.acquire()
    try:
        # Töö imiteerimine
        time.sleep(0.01)
        counter += 1
    finally:
        # Lukustuse vabastamine
        lock.release()

threads = []
for _ in range(10):
    t = threading.Thread(target=increment)  # Niitide loomine
    threads.append(t)
    t.start()  # Niitide käivitamine

for t in threads:
    t.join() # Ootamine, kuni kõik niidid lõpetavad

print(f"Lõplik loendurväärtus: {counter}")

Siin lock.acquire() ja lock.release() kaitsevad juurdepääsu counter-ile. Ilma lukustamiseta (või konkurentsi ajal) võib lõplik väärtus olla väiksem kui 10, kuna toimub andmete konflikt.