Ce este o condiție de cursă?

Starea de cursă este o problemă care apare într-o aplicație multi-thread sau multi-proces, atunci când corectitudinea rezultatului depinde de ordinea în care sunt executate firele/procesele.

De obicei, apare atunci când mai multe fire accesează simultan resurse partajate (variabile, fișiere, baze de date) fără sincronizare adecvată.

Aceasta duce la comportamente imprevizibile, erori și date incorecte.

Exemplu: Două fire încearcă să crească în același timp o variabilă partajată.

var sharedCounter = 0

func incrementCounter() {
    let currentValue = sharedCounter // Firul 1 citește 0
    // O întârziere
    let newValue = currentValue + 1 // Firul 1 calculează 1
    sharedCounter = newValue // Firul 1 scrie 1
}

// Dacă Firul 2 citește currentValue înainte ca Firul 1 să scrie newValue:
func anotherIncrementCounter() {
    let currentValue = sharedCounter // Firul 2 citește 0
    let newValue = currentValue + 1 // Firul 2 calculează 1
    sharedCounter = newValue // Firul 2 scrie 1
}

În acest exemplu, dacă ambele fire rulează simultan fără sincronizare, în final sharedCounter poate deveni 1 în loc de 2.

Pentru a preveni condițiile de cursă, se folosesc mecanisme de sincronizare:

• Mutex (Excludere Mutuală): Blochează accesul la o resursă, permițând unui singur fir să fie în secțiunea critică.
• Semafor: Limitează numărul de fire care pot accesa simultan o resursă.
• Cozi de dispatch (GCD): Executarea sarcinilor se face secvențial (pentru cozi seriale) sau cu un anumit nivel de paralelism (pentru cozi concurente), cu posibilitatea de a sincroniza accesul.
• Lock-uri: Diferite tipuri de lock-uri (NSLock, NSRecursiveLock).
• Operații atomice: Asigură că operația (citire, scriere, incrementare) se realizează atomic, adică nu poate fi întreruptă de alt fir.

În dezvoltarea iOS, se folosesc frecvent Grand Central Dispatch (GCD) și cozi de operațiuni pentru gestionarea firelor și prevenirea condițiilor de cursă. Cozile de dispatch seriale asigură sincronizarea automată a sarcinilor executate în această coadă.