up:: Concorrência related:: Mutex (Mutual Exclusion), Semaforo, Spinlock
Problemas Clássicos de Concorrência
1. Race Conditions (Condições de Corrida)
Este fenômeno ocorre quando um recurso compartilhado (como uma variável na memória ou um registro no banco de dados) é acessado e modificado por várias tarefas simultaneamente.
- Problema: O estado final do recurso depende da ordem imprevisível em que as tarefas são executadas.
- Exemplos Práticos:
- Contadores: Dois amigos tentando colocar itens em uma churrasqueira ao mesmo tempo, gerando erros na contagem final.
- Vendas Duplas: Dois usuários tentando comprar o último ingresso no mesmo milissegundo; sem isolamento, o sistema pode vender o mesmo ingresso para ambos.
- No Cenário Distribuído: Manifesta-se como uma “race condition interprocessual”, onde mensagens ou eventos (como “Pagamento Pendente” e “Pago”) chegam fora de ordem devido à latência da rede, resultando em estados inconsistentes se não houver estratégias como Last-Write-Wins.
2. Deadlocks (Impasse)
Ocorre quando duas ou mais threads (ou processos) entram em um estado de espera permanente do qual não conseguem sair.
- A Causa: Existe um ciclo de dependência onde cada tarefa detém um recurso e espera por outro que está sob posse da tarefa vizinha.
- Analogia: Você está com o paninho de prato (controle da grelha) mas precisa da espátula; seu amigo está com a espátula mas precisa da grelha. Nenhum dos dois libera o que tem, e o churrasco para.
3. Starvation (Inanição)
Este problema acontece quando uma ou mais threads não conseguem acessar os recursos necessários por um longo período de tempo.
- A Causa: Geralmente é provocado por uma alocação desigual onde certas tarefas (mais rápidas ou com maior prioridade) são sempre atendidas primeiro.
- Analogia: Amigos mais “cara-de-pau” e ágeis ocupam a churrasqueira assim que ela libera, enquanto os amigos mais educados e lentos ficam sem conseguir assar sua comida.
4. Inconsistências e Erros Operacionais
Sem mecanismos de coordenação (como locks ou mutexes), a execução concorrente descontrolada pode causar falhas graves na integridade dos dados, tais como:
- Duplicidade de processamento: A mesma tarefa sendo executada mais de uma vez.
- Perda de atualização (Lost Update): Uma modificação sendo sobrescrita por outra tarefa que leu um estado desatualizado.
- Venda de estoque inexistente: O sistema confirma uma transação para um item que já não está mais disponível.
Para mitigar esses problemas, as fontes sugerem o uso de estratégias de sincronização como Mutexes (exclusão mútua), Semáforos (controle de contagem/vagas) e diferentes tipos de Locks (Otimistas ou Pessimistas).