Ի՞նչ է փակման վիճակը։

Կապի վիճակը (lock contention) առաջանում է, երբ մի քանի հոսքեր կամ գործընթացներ միաժամանակ փորձում են ստանալ բացառիկ մուտք դեպի ընդհանուր ռեսուրս (օրինակ, փոփոխական, ֆայլ կամ լոկակ), որը պաշտպանված է լոկավորման մեխանիզմով: Սա հանգեցնում է նրան, որ որոշները կանգնում և սպասում են ռեսուրսի ազատմանը:

Հիմնական պատճառներ՝

• Բազմահոսք/մուլտիպրոցեսորային միջավայր:
• Ընդհանուր փոփոխվող ռեսուրսներ:
• Լոկավորումների ոչ օպտիմալ օգտագործում (շատ երկար կամ մանրակրկիտ լոկավորումներ):

Արդյունքներ՝

• Աշխատանքի արդյունավետության նվազում՝ սպասման պատճառով:
• Լոկավորումների կառավարման ծախսերի աճ:
• Հնարավոր դեդլոքներ (deadlocks)՝ սխալ օգտագործման դեպքում:

Նվազեցման միջոցներ՝

• Ռեսուրսի լոկավորման ժամանակի կրճատում:
• Փոքր մանրակրկիտ լոկավորումների օգտագործում (միայն անհրաժեշտ մասի լոկավորում):
• Ատոմային օպերացիաների կիրառումը, եթե հնարավոր է:
• Լոկավորում չկիրառող տվյալների կառուցվածքների օգտագործում:
• Հորիզոնական ընդլայնում՝ եթե ճարտարապետությունը թույլ է տալիս:

Python-ով օրինակ՝ մրցակցության մասին, որը ցույց է տալիս լոկավորման համար:

import threading
import time

lock = threading.Lock()
հաշվիչ = 0

def ավելացնել():
    global հաշվիչ
    # Լոկի ձեռքբերում
    lock.acquire()
    try:
        # Աշխատանքի սիմուլացիա
        time.sleep(0.01)
        հաշվիչ += 1
    finally:
        # Լոկի ազատում
        lock.release()

թելեր = []
for _ in range(10):
    t = threading.Thread(target=ավելացնել)  # Թելերի ստեղծում
    թելեր.append(t)
    t.start()  # Թելերի գործարկում

for t in թելեր:
    t.join()  # Կատարման սպասում բոլոր թելերի

print(f"Վերջնական արժեքը՝ {հաշվիչ}")

Այստեղ lock.acquire() և lock.release() պաշտպանում են հաշվիչ-ի մուտքը: Լոկավորման բացակայության դեպքում (կամ մրցակցության ժամանակ) վերջնական արժեքը կարող է լինել փոքր, քան 10, քանի որ մրցակցային պայմաններ (race conditions) կարող են առաջանալ։