Ako používate zámky?

Zámky sú v kontexte programovania mechanizmy synchronizácie používané na kontrolu prístupu k zdieľaným zdrojom. Predchádzajú rasovým podmienkam, kde sa viac vlákien alebo procesov snaží modifikovať rovnaké údaje súčasne, čo vedie k nepredvídateľným a nesprávnym výsledkom. Tu je návod, ako používate zámky, spolu s variáciami a úvahami:

Základné koncepty:

* vzájomné vylúčenie: Zámok zaisťuje, že iba jedno vlákno dokáže zadržať zámok naraz. Akékoľvek iné vlákno, ktoré sa pokúša získať zámok, bude blokované, kým sa zámok uvoľní. Tým sa zaručuje vzájomné vylúčenie - iba jedno vlákno má prístup k kritickej časti (kód chránený zámkom) naraz.

* Získanie zámku: Pred prístupom k zdieľanému prostriedku musí vlákno získať (alebo získať) zámok.

* Uvoľnenie zámku: Po prístupe k zdieľanému prostriedku musí vlákno uvoľniť (alebo odomknúť) zámok, čo umožňuje prístup k nemu.

* Deadlocks: K patre dochádza, keď sú dve alebo viac vlákien blokované na neurčito a čakajú, až sa navzájom uvoľnia zámky, ktoré potrebujú. Starostlivé dizajn a objednávanie akvizície zámku sú rozhodujúce pre zabránenie patovám.

Príklad (koncepčný python):

`` `Python

importovaný závit

Shared_resource =0

LOCK =závit.LOCK ()

def increment_resource ():

Global Shared_resource

Lock.acquire () # Získajte zámok

skúsiť:

Shared_resource +=1

konečne:

Lock.rease () # Uvoľnite zámok, aj keď dôjde k výnimkám

vlákna =[]

pre i v rozsahu (10):

vlákno =závit.Thread (target =increment_resource)

vlákna.prend (vlákno)

vlákno.start ()

Pre vlákno v vláknach:

vlákno.join ()

tlač (F "Konečná hodnota Shared_resource:{Shared_resource}") # by mala byť 10

`` `

V tomto príklade:

* `Threading.Lock ()` Vytvorí objekt zámku.

* `Lock.acquire ()` Pokúša sa získať zámok. Ak iná vlákno drží zámok, tento hovor sa blokuje, kým sa zámok uvoľní.

* `Lock.rease ()` Uvoľňuje zámok. Blok `skúste ... Konečne 'zaisťuje, že sa zámok vždy uvoľní, aj keď sa vyskytne výnimka vo funkcii` increment_resource`.

Typy zámkov (variácie):

* rekurzívne zámky (reentrant zámky): Nechajte rovnaké vlákno získať zámok viackrát bez blokovania. Užitočné v situáciách, keď sa funkcia nazýva rekurzívne a musí získať prístup k zdieľanému zdroju.

* čítanie a písanie: Povoliť viac vlákien čítať zdieľaný zdroj súbežne, ale naraz môže písať iba jedno vlákno. To zlepšuje súbežnosť v porovnaní s jednoduchým zámkom mutex.

* premenné podmienky: Používa sa v spojení s zámkami, aby sa vlákna umožnili čakať na skutočnosť konkrétnych podmienok pred prístupom k zdieľanému zdroju. Poskytujú sofistikovanejšiu synchronizáciu ako jednoduché zámky.

* semafory: Zovšeobecniť zámky; Umožňujú zadaným počtom vlákien prístup k zdieľanému zdroju súbežne. Semafor s počtom 1 je v podstate zámok mutex.

Dôležité úvahy:

* Zamknutá granularita: Vyberte vhodnú úroveň granularity pre svoje zámky. Príliš jemnozrnné uzamknutie môže viesť k nadmernému nad hlavou, zatiaľ čo príliš hrubozrnné blokovanie môže obmedziť súbežnosť.

* Prevencia na zablokovanie: Vždy získate zámky v rovnakom poradí, aby ste sa vyhli mŕtvym zábleskom. Na zmiernenie rizika používajte techniky, ako je detekcia zablokovania a vyhýbanie sa.

* hladovanie: Uistite sa, že žiadne vlákno nie je neustále blokované získaním zámku. Mechanizmy spravodlivosti môžu pomôcť zabrániť hladovaniu.

* Výkon: Zámky predstavujú réžia. Zvážte alternatívne synchronizačné mechanizmy, ako sú atómové operácie alebo dátové štruktúry bez zámku, ak je to vhodné.

Špecifická implementácia zámkov sa líši v rámci programovacích jazykov. Tu uvedené príklady a koncepty sú všeobecné a uplatňujú sa široko, ale presná syntax a dostupné typy zámkov sa budú líšiť v jazykoch ako Java, C ++, C#, Go atď. Podrobnosti nájdete v dokumentácii svojho jazyka.

• Predchádzajúca strana: Kde sú prihlasovacie heslá systému Windows uložené v počítači a ako sa dajú obnoviť? 
• Ďalšia strana: Môže byť zarábané heslo e -mailovej adresy?