Kas ir sacensību stāvoklis?

Gaisa stāvoklis — tas ir problēma, kas rodas daudzšūnu vai daudzprocesu lietojumprogrammās, kad rezultāta precizitāte ir atkarīga no pavedienu/procesu izpildes secības.

Parasti tas notiek, kad vairāki pavedieni vienlaikus piekļūst kopīgiem resursiem (mainīgajiem, failiem, datu bāzēm) bez pienācīgas sinhronizācijas.

Tas noved pie nenoteiktas uzvedības, kļūdām un neparetiem datiem.

Piemērs: divi pavedieni vienlaikus mēģina palielināt kopīgo mainīgo:

var sharedCounter = 0

func incrementCounter() {
    let currentValue = sharedCounter // Pavediens 1 lasa 0
    // Dažas aizkaves
    let newValue = currentValue + 1 // Pavediens 1 aprēķina 1
    sharedCounter = newValue // Pavediens 1 ieraksta 1
}

// Ja Pavediens 2 lasa currentValue pirms Pavediena 1 ieraksta jauno vērtību:
func anotherIncrementCounter() {
    let currentValue = sharedCounter // Pavediens 2 lasa 0
    let newValue = currentValue + 1 // Pavediens 2 aprēķina 1
    sharedCounter = newValue // Pavediens 2 ieraksta 1
}

Šajā piemērā, ja abi pavedieni darbojas vienlaikus bez sinhronizācijas, galīgais sharedCounter var kļūt par 1, nevis sagaidāmo 2.

Lai novērstu sacensību stāvokli, tiek izmantoti sinhronizācijas mehānismi:

• Mutex (Mutekss): Bloķē piekļuvi resursam, ļaujot vienam pavedienam atrasties kritiskajā sekcijā.
• Semafori: Ierobežo pavedienu skaitu, kas vienlaikus var piekļūt resursam.
• Izsūtīšanas rindas (Dispatch Queues GCD): Darbu izpilde notiek secīgi (Serial Queue) vai ar noteiktu paralelizmu (Concurrent Queue), ar iespēju sinhronizēt piekļuvi.
• Bloķētāji (Locks): Dažādi bloķēšanas veidi (piemēram, NSLock, NSRecursiveLock).
• Atomāras operācijas: Garantē, ka operācija (lasīšana, rakstīšana, inkrementācija) tiek veikta atomāri, t.i., bez cita pavediena iejaukšanās.

iOS izstrādē bieži tiek izmantoti Grand Central Dispatch (GCD) un Operation Queues, lai pārvaldītu pavedienus un novērstu sacensību stāvokļus. Seriālas Dispatch Queues nodrošina automātisku uzdevumu sinhronizāciju, kas tiek izpildīti šajā rindā.