Race Conditions

Auf einen Blick

Eine Race Condition liegt vor, wenn das Ergebnis einer Aktion nichtdeterministisch vom zeitlichen Verhalten anderer Prozesse abhängt. Voraussetzung: ein Prozess muss durch einen anderen „störbar" sein (z.B. durch Unterbrechung).

Definition

Das Ergebnis einer Aktion eines Prozesses hängt nichtdeterministisch vom zeitlichen Verhalten anderer Prozesse ab.

Voraussetzungen:

ein Prozess muss durch einen anderen „störbar" sein,
Beispiel einer Störung: die Unterbrechung durch einen anderen Prozess (Kontextwechsel mitten in einer Operation).

Das verlorene Update — interaktiv

Schon ein simples anzahl++ ist nicht atomar (lesen → rechnen → schreiben). Wird mitten drin unterbrochen, geht ein Update verloren:

race-condition.html

Das Mailbox-Beispiel (Producer/Consumer)

Ein Puffer fester Größe, ein Schreiber (Producer) und ein Leser (Consumer), gekoppelt über eine globale Variable anzahl:

void schreiber(){ if(anzahl==MAX) sleep(); anzahl++; write(item); if(anzahl==1) wake(leser); }
void leser()   { if(anzahl==0)   sleep(); anzahl--; read(item);  if(anzahl==MAX-1) wake(schreiber); }

Zwei Tücken:

Wird der Leser während anzahl-- vom Schreiber (anzahl++) unterbrochen, kann ein Eintrag überschrieben werden.
Wird bei anzahl==0 der Leser vor dem sleep() unterbrochen, kann das wake() des Schreibers verloren gehen — am Ende schlafen beide dauerhaft.

Folgerung: Manche Code-Strecken dürfen nicht unterbrochen werden, insbesondere der Zugriff auf gemeinsame Daten → der kritische Abschnitt.

Race Conditions

Definition

Das verlorene Update — interaktiv

Das Mailbox-Beispiel (Producer/Consumer)

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