Состояние гонки. Race condition.

Состояние гонки. Race condition. Другое название: гонки данных (data race). Ошибка программирования многозадачной системы, при которой работа системы зависит от того, в каком порядке выполняются части кода. Состояние гонки является классическим гейзенбагом. Состояние гонки возникает тогда, когда несколько потоков многопоточного приложения пытаются одновременно получить доступ к данным, причем хотя бы один поток выполняет запись. Состояния гонки могут давать непредсказуемые результаты, и зачастую их сложно выявить. Иногда последствия состояния гонки проявляются только через большой промежуток времени и в совсем другой части приложения. Кроме того, ошибки такого рода невероятно сложно воспроизвести повторно. Для предотвращения состояния гонки используются приемы синхронизации, позволяющие правильно упорядочить операции, выполняемые разными потоками. Приведем пример. Пусть, один поток выполняет над общей переменной x операцию x = x + 3, а второй поток - операцию x = x + 5. Данные операции для каждого потока фактически разбиваются на три отдельных подоперации: считать x из памяти, увеличить x, записать x в память. В зависимости от взаимного порядка выполнения потоками подопераций финальное значение переменной x может быть больше исходного на 3, 5 или 8.

Если вы разрабатываете параллельное приложение на базе OpenMP, то мы рекомендуем обратить ваше внимание на статический анализатор VivaMP, который может обнаружить ряд ошибок связанных с состояниями гонки еще на этапе написания кода, что может существенно сократить этап отладки параллельных алгоритмов.

Библиографический список

• Википедия. Состояние гонки
• Википедия. Гейзенбаг
• Рахул В. Патил и Бобби Джордж. Средства и приемы для выявления проблем параллельного выполнения