竞态条件及其解决方法

竞态条件(race condition)

竞态条件（race condition）指的是两个或者以上进程或者线程并发执行时，其最终的结果依赖于进程或者线程执行的精确时序。竞争条件会产生超出预期的情况，一般情况下我们都希望程序执行的结果是符合预期的，因此竞争条件是一种需要被避免的情形。

竞争条件分为两类:

• Mutex（互斥）：两个或多个进程彼此之间没有内在的制约关系，但是由于要抢占使用某个临界资源（不能被多个进程同时使用的资源，如打印机，变量）而产生制约关系。
• Synchronization（同步）：两个或多个进程彼此之间存在内在的制约关系（前一个进程执行完，其他的进程才能执行），如严格轮转法。

要阻止出现竞态条件的关键就是不能让多个进程/线程同时访问那块共享变量。访问共享变量的那段代码就是临界区（critical section）。所有的解决方法都是围绕这个临界区来设计的。

想要成功的解决竞态条件问题，保证程序可以正确的按逻辑顺序运行，从理论上应该满足以下四个条件：

1. 不会有两个及以上进程同时出现在他们的critical section。
2. 不要做任何关于CPU速度和数量的假设。
3. 任何进程在运行到critical section之外时都不能阻塞其他进程。
4. 不会有进程永远等在critical section之前。