multithreading - 什么是竞争条件？

Question

编写多线程应用程序时，最常见的问题之一是竞争条件。

我对社区的问题是:

• 竞争条件是什么？
• 如何检测它们？
• 你如何处理它们？
• 最后，您如何防止它们发生？

Answer 1

当两个或多个线程可以访问共享数据并且它们试图同时更改它时，就会出现竞争条件。因为线程调度算法可以随时在线程之间交换，所以您不知道线程尝试访问共享数据的顺序。因此，数据更改的结果取决于线程调度算法，即两个线程都在“竞相”访问/更改数据。

问题通常发生在一个线程执行“先检查后执行”(例如，“检查”值是否为 X，然后“执行”以执行取决于该值为 X 的操作)而另一个线程执行某些操作以“check”和“act”之间的值。例如:

if (x == 5) // The "Check"
{
   y = x * 2; // The "Act"

   // If another thread changed x in between "if (x == 5)" and "y = x * 2" above,
   // y will not be equal to 10.
}

要点是，y 可以是 10，也可以是任何值，这取决于另一个线程是否在检查和操作之间更改了 x。你无法真正知道。

为了防止发生竞争情况，您通常会在共享数据周围加一把锁，以确保一次只有一个线程可以访问数据。这意味着这样的事情:

// Obtain lock for x
if (x == 5)
{
   y = x * 2; // Now, nothing can change x until the lock is released. 
              // Therefore y = 10
}
// release lock for x