Locks, mutexes, critical sections आणि semaphores समजावून सांगा.

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Mutex हा एक lock आहे जो mutual exclusion ची हमी देतो — एका वेळी फक्त एकच thread तो धरून ठेवू शकतो आणि संरक्षित critical section मध्ये प्रवेश करू शकतो.** Semaphore हे N पर्यंत concurrent holders ला परवानगी देण्यासाठी याचे सामान्यीकरण करते.

## हे कसे कार्य करते

- **Critical section**: shared state ला स्पर्श करणारा आणि concurrently न चालणारा code प्रदेश.
- **Mutex (mutual exclusion)**: section च्या आधी acquire करा, नंतर release करा. दुसरा thread तो मोकळा होईपर्यंत block होतो. सहसा acquire करणाऱ्या thread च्या मालकीचा असतो (फक्त तोच release करू शकतो).
- **Semaphore**: N permits चा एक counter धरून ठेवतो. `acquire()` कमी करते (0 वर block होते), `release()` वाढवते. Mutex हे मूलतः N=1 असलेले semaphore आहे पण ownership semantics सह.

```python
lock = threading.Lock()
def transfer(a, b, amt):
    with lock:                 # critical section — one thread at a time
        a.balance -= amt
        b.balance += amt

# Semaphore: cap concurrent DB connections at 10
sem = threading.Semaphore(10)
def query():
    with sem:                  # up to 10 threads run this concurrently
        db.execute(...)
```

## अडचणी

- **Release करायचे विसरणे** → कायमचा block. `with`/RAII/`defer` वापरा जेणेकरून exceptions वरही release आपोआप होते.
- **Lock खूप वेळ धरून ठेवणे** throughput संपवते; critical sections लहान ठेवा.
- **Lock granularity**: एक coarse lock सोपा असतो पण सर्व काही serialize करतो; अनेक fine locks अधिक चांगले scale होतात पण deadlock चा धोका असतो.

## हे का महत्त्वाचे आहे

Shared state चे रक्षण करण्यासाठी ही रोजची साधने आहेत. Mutexes races रोखण्यासाठी access serialize करतात; semaphores एका resource pool ला (connections, permits, rate limits) नियंत्रित करतात. योग्य primitive निवडणे आणि critical sections लहान ठेवणे हेच correct-and-fast आणि correct-but-slow यांच्यातील फरक आहे.

हे कसे कार्य करते

अडचणी

हे का महत्त्वाचे आहे

संबंधित प्रश्न