Trådsynkronisering är en mekanism där flera samtidiga trådar styrs för att exekvera en kritisk sektion på ett serialiserat sätt, vilket säkerställer datakonsistens och förhindrar dataraces. Det garanterar ordnad exekvering av trådar, vilket förhindrar uppkomsten av oväntat systembeteende på grund av konflikter i åtkomst till delade resurser.
Kritiskt avsnitt:
En kritisk sektion är en delad kod eller data som endast måste nås av en tråd åt gången. Flera trådar som får åtkomst till en kritisk sektion samtidigt kan orsaka datakorruption och oförutsägbart beteende.
Synkroniseringsprimitiver:
För att synkronisera trådåtkomst till kritiska sektioner används olika synkroniseringsprimitiver:
- mutexes (ömsesidiga uteslutningslås):En mutex används för att låsa en delad resurs, vilket tillåter endast en tråd att komma åt den kritiska delen åt gången. Trådar som försöker komma åt en låst resurs blockeras tills mutexet låses upp.
- semaforer:En semafor är en variabel som används för att kontrollera åtkomst till delade resurser. Den innehåller ett icke-negativt heltal som anger antalet tillgängliga resurser. Trådar minskar semaforen innan de kommer åt resurser och ökar den när de är klara.
- Villkorsvariabler:Villkorsvariabler används tillsammans med mutexes för att hantera trådar som väntar på att specifika händelser eller tillstånd ska inträffa innan du fortsätter. Trådar använder villkorsvariabler för att vänta tills ett visst villkor är uppfyllt och fortsätter sedan med exekveringen.
- Atomvariabler:Atomvariabler ger trådsäkra operationer på variabler. De säkerställer att alla trådar som kommer åt variabeln ser samma värde samtidigt.
- Barriärer:Barriärer är synkroniseringspunkter där trådar väntar på att alla trådar ska nå en specifik punkt i koden innan de går vidare.
Trådsynkronisering syftar till att säkerställa att delade resurser nås på ett kontrollerat sätt, förhindrar tävlingsförhållanden och datakorruption och garanterar konsekvent systembeteende.
