Os bloqueios, no contexto da programação, são mecanismos de sincronização usados para controlar o acesso a recursos compartilhados. Eles impedem as condições de raça, onde vários threads ou processos tentam modificar os mesmos dados simultaneamente, levando a resultados imprevisíveis e incorretos. Veja como você usa bloqueios, juntamente com variações e considerações:
Conceitos básicos: * Exclusão mútua: Uma fechadura garante que apenas um thread possa segurar a fechadura de cada vez. Qualquer outro thread que tenta adquirir o bloqueio será bloqueado até que a fechadura seja liberada. Isso garante exclusão mútua - apenas um thread pode acessar a seção crítica (o código protegido pelo bloqueio) por vez.
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adquirindo o bloqueio: Antes de acessar um recurso compartilhado, um thread deve adquirir (ou obter) o bloqueio.
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Liberando a fechadura: Depois de acessar o recurso compartilhado, o thread deve liberar (ou desbloquear) o bloqueio, permitindo que outros threads o acessem.
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impasse: Um impasse ocorre quando dois ou mais threads são bloqueados indefinidamente, esperando que ele libere os bloqueios de que precisam. O design cuidadoso e a ordem da aquisição de bloqueio são cruciais para evitar impasses.
Exemplo (conceitual python): `` `Python
importar rosqueamento
shared_resource =0
Lock =Threading.lock ()
def increment_resource ():
Global shared_resource
Lock.acquire () # Adquire a trava
tentar:
shared_resource +=1
finalmente:
Lock.release () # Libere o bloqueio, mesmo que ocorram exceções
threads =[]
para i no intervalo (10):
Thread =Threading.Thread (Target =Increment_Resource)
threads.append (thread)
Thread.start ()
Para threads em threads:
Thread.Join ()
print (f "Valor final de shared_resource:{shared_resource}") # deve ser 10
`` `
Neste exemplo:
* `Threading.lock ()` Cria um objeto de bloqueio.
* `Lock.acquire ()` Tentativas de adquirir a fechadura. Se outro thread segurar o bloqueio, essa chamada será bloqueada até que o bloqueio seja liberado.
* `Lock.Release ()` libera o bloqueio. O bloqueio `Tente ... finalmente` garante que o bloqueio seja sempre liberado, mesmo que ocorra uma exceção na função` increment_resource`.
Tipos de bloqueios (variações): *
bloqueios recursivos (bloqueios reentrantes): Deixe o mesmo thread adquirir a trava várias vezes sem bloquear. Útil em situações em que uma função se chama recursivamente e precisa acessar um recurso compartilhado.
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LEAD LOCKS: Permita que vários threads leiam o recurso compartilhado simultaneamente, mas apenas um thread pode escrever por vez. Isso melhora a simultaneidade em comparação com um bloqueio de mutex simples.
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Variáveis de condição: Usado em conjunto com bloqueios para permitir que os threads aguardem que condições específicas se tornem verdadeiras antes de acessar um recurso compartilhado. Eles fornecem sincronização mais sofisticada do que bloqueios simples.
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semáforos: Generalizar bloqueios; Eles permitem que um número especificado de threads acesse um recurso compartilhado simultaneamente. Um semáforo com uma contagem de 1 é essencialmente uma trava mutex.
Considerações importantes: *
Bloquear granularidade: Escolha o nível apropriado de granularidade para seus bloqueios. O bloqueio de granulação muito fino pode levar a uma sobrecarga excessiva, enquanto o bloqueio de grão grosso pode limitar a simultaneidade.
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Prevenção de impasse: Sempre adquira bloqueios na mesma ordem para evitar impasse. Use técnicas como detecção de impasse e evitar para mitigar o risco.
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fome: Certifique -se de que nenhum encadeamento seja perpetuamente bloqueado de adquirir um bloqueio. Os mecanismos de justiça podem ajudar a prevenir a fome.
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desempenho: Os bloqueios introduzem sobrecarga. Considere mecanismos alternativos de sincronização, como operações atômicas ou estruturas de dados sem bloqueio, quando apropriado.
A implementação específica de bloqueios varia entre as linguagens de programação. Os exemplos e conceitos fornecidos aqui são gerais e se aplicam amplamente, mas a sintaxe exata e os tipos disponíveis de bloqueios serão diferentes em idiomas como Java, C ++, C#, Go, etc. Consulte a documentação do seu idioma para os detalhes.
