Concurrency & Synchronization (สรุปด่วน)

1. Race Condition

สถานการณ์ที่ Thread หรือ Process หลายตัวพยายามอ่านและเขียน Shared Data พร้อมกัน ทำให้ผลลัพธ์สุดท้ายผิดเพี้ยนและคาดเดาไม่ได้ (Unpredictable)

• Critical Section: ส่วนของ Code ที่มีการเข้าถึง Shared Resources ซึ่งต้องได้รับการปกป้องไม่ให้ทำงานซ้อนทับกัน

2. Synchronization Mechanisms

กลไกที่ OS หรือ Language Runtime นำมาใช้ควบคุมการเข้าถึง Critical Section

• Mutex (Mutual Exclusion): ตัวล็อก (Lock) แบบ 1:1 อนุญาตให้ Thread เดียวเท่านั้นที่เข้าสู่ Critical Section ได้ (เจ้าของ Lock ต้องเป็นคนปลด Lock เท่านั้น)
• Semaphore: กลไกแบบนับ (Signaling Mechanism) กำหนดจำนวน Thread ที่สามารถเข้าถึง Resource ได้พร้อมกัน
  • Binary Semaphore: มีค่า 0 กับ 1 (คล้าย Mutex แต่ใครปลด Lock ก็ได้)
  • Counting Semaphore: ยอมให้เข้าถึงได้ N ตัวพร้อมกัน (เช่น การเชื่อมต่อ Database Connection Pool)

3. Deadlock

สภาวะที่ Process/Thread มากกว่า 2 ตัวขึ้นไป ติดล็อกถาวร เพราะต่างฝ่ายต่างรอ Resource ที่อีกฝ่ายถือครองอยู่

• 4 เงื่อนไขของการเกิด Deadlock (Coffman Conditions):
  1. Mutual Exclusion: Resource ถูกครอบครองแบบผูกขาด
  2. Hold and Wait: ถือ Resource A ไว้ แล้วไปรอขอ Resource B
  3. No Preemption: OS ไม่สามารถแย่ง Resource คืนจาก Process ได้
  4. Circular Wait: วนลูปการรอเป็นวงกลม
• การแก้ปัญหา: ต้องทำลายเงื่อนไขใดเงื่อนไขหนึ่งทิ้ง (เช่น บังคับให้ขอ Resource ตามลำดับเสมอ เพื่อป้องกัน Circular Wait)