race condition 竞态条件

本文解释了竞态条件的概念,这是一种不希望出现的情况,通常发生在多个线程或进程同时访问共享资源时。文章详细讨论了竞态条件在内存、存储及网络环境中可能引发的问题,并提出了预防措施。

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概述: 如果两个或两个以上的线程同时访问相同的对象,或者访问不同步的共享状态.就会出现竞态条件

竞态条件是一个在设备或者系统试图同时执行两个操作的时候出现的不希望的状况,但是由于设备和系统的自然特性,为了正确地执行,操作必须按照合适顺序进行。  

 

在计算机内存或者存储里,如果同时发出读写大量数据的指令的时候竞态条件可能发生,机器试图覆盖相同的或者就的数据,而此时旧的数据仍然在被读取。结果可能是下面一个或者多个情况:计算机死机,出现非法操作提示并结束程序,错误的读取旧的数据,或者错误的写入新数据。

在串行的内存和存储访问能防止这种情况,当读写命令同时发生的时候,默认是先执行读操作的。  

 

网络里,竞态条件会在两个用户同时试图访问同一个可用信道的时候发生,在系统同意访问之前没有计算机能得到信道被占用的提示。统计上说这种情况通常是发生在有相当长的延迟时间的网络里,比如使用地球同步卫星。为了防止这种竞态条件发生,需要家里一个优先级列表。比如用户的用户名在字母表里排列靠前可以得到相对较高的优先级。黑客可以利用竞态条件这一弱点来赢得非法访问网络的权利。  当出现如数冲突的时候,逻辑门偶尔发生竞态条件。由于门的输出状态是有限的,相应输入变化的时间是非零值,因此会导致一些不合适的操作。

条件race condition)和数据争(data race)是并发编程中常见的问题,它们可能会导致程序的不确定行为和错误结果。 条件指的是多个并发操作在没有适当同步的情况下,对共享资源进行读写操作,从而导致结果的不确定性。具体来说,条件发生在满足以下条件时: 1. 多个协程同时访问同一个共享资源。 2. 至少有一个协程对该共享资源进行写操作。 3. 对共享资源的访问没有适当的同步机制进行保护。 数据争是条件的一种特殊情况,它指的是多个协程同时对同一个共享变量进行读写操作,且至少有一个协程进行写操作。数据争会导致未定义的行为,因为读写操作之间的顺序是不确定的,可能会产生意外结果。 数据争可能导致以下问题: 1. 脏读(Dirty read):一个协程在另一个协程修改共享变量之前读取该变量的值,从而读取到了未完成的写操作的结果。 2. 条件:多个协程通过争访问共享资源,导致结果的不确定性。 3. 无效的计算结果:由于数据争导致共享变量的值在不同协程之间不一致,可能会导致计算结果的错误。 为了避免条件和数据争,需要使用合适的同步机制来保护共享资源,例如使用互斥锁、读写锁、通道等。同时,编写并发安全的代码也需要考虑避免共享资源的过度使用,尽量减少共享数据的需求。
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