경쟁 상태(race condition)란 무엇인가? 예제와 그 증상을 제시하라.

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**경쟁 상태는 결과가 공유 상태에 접근하는 동시 연산들의 예측 불가능한 타이밍에 의존하는 버그입니다.** 전형적인 사례는 원자적이지 않은 읽기-수정-쓰기(read-modify-write)입니다.

## 동작 방식

`counter += 1`은 원자적으로 보이지만 실제로는 세 단계입니다: 읽기, 더하기, 쓰기. 두 스레드가 교차 실행되어 갱신 하나가 유실될 수 있습니다.

```text
counter = 0
Thread A: read 0 ─────────── write 1
Thread B:      read 0 ─ write 1
Result: 1  (should be 2 — one increment lost)
```

## 예제

```python
counter = 0
def inc():
    global counter
    for _ in range(100_000):
        counter += 1          # NOT atomic: read, +1, write

# Run two threads, expect 200_000...
# ...but you often get less — a lost update
```

해결책은 락(lock)으로 해당 구간을 원자적으로 만드는 것입니다:

```python
lock = threading.Lock()
def inc():
    global counter
    for _ in range(100_000):
        with lock:            # only one thread in here at a time
            counter += 1
```

## 왜 중요한가

경쟁 상태를 위험하게 만드는 것은 바로 그 **증상**입니다: 간헐적이고 재현 불가능한 잘못된 결과로, 테스트는 통과하지만 부하 상태에서 실패합니다. 타이밍이 바뀌기 전까지 숨어 있죠 — 더 빠른 머신, 더 많은 트래픽, 새로운 코어. 공유 가변 상태(shared mutable state)를 근본 원인으로 인식하는 것이 첫 단계입니다. 면접관은 당신이 보호되지 않은 읽기-수정-쓰기를 짚어내는지 보고 싶어 합니다.

동작 방식

예제

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