Locks, mutexes, critical sections, र semaphores व्याख्या गर्नुहोस्।

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Mutex एउटा lock हो जसले पारस्परिक बहिष्करण (mutual exclusion) सुनिश्चित गर्छ — एक पटकमा एउटै thread ले यसलाई समात्न र सुरक्षित critical section मा प्रवेश गर्न सक्छ।** Semaphore ले यसलाई सामान्यीकरण गरेर N समवर्ती धारकसम्म अनुमति दिन्छ।

## यो कसरी काम गर्छ

- **Critical section**: साझा state छुने कोड क्षेत्र जुन समवर्ती रूपमा चल्नु हुँदैन।
- **Mutex (mutual exclusion)**: section अघि acquire गर्नुहोस्, पछि release गर्नुहोस्। दोस्रो thread यो खाली नभएसम्म block हुन्छ। सामान्यतया acquire गर्ने thread ले स्वामित्व राख्छ (त्यसैले मात्र release गर्न सक्छ)।
- **Semaphore**: N permits को counter राख्छ। `acquire()` ले घटाउँछ (0 मा block हुन्छ), `release()` ले बढाउँछ। Mutex मूलतः N=1 भएको semaphore हो तर स्वामित्व semantics सहित।

```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(...)
```

## समस्याहरू

- **Release गर्न बिर्सनु** → स्थायी block। Exceptions मा पनि release स्वचालित होस् भनी `with`/RAII/`defer` प्रयोग गर्नुहोस्।
- **Lock धेरै बेर समात्नु** ले throughput मार्छ; critical sections सानो राख्नुहोस्।
- **Lock granularity**: एउटा coarse lock सरल छ तर सबैलाई serialize गर्छ; धेरै fine locks राम्रो scale हुन्छन् तर deadlock को जोखिम राख्छन्।

## यो किन महत्त्वपूर्ण छ

यी साझा state जोगाउने दैनिक उपकरणहरू हुन्। Mutexes ले races रोक्न access serialize गर्छन्; semaphores ले संसाधन pool (connections, permits, rate limits) throttle गर्छन्। सही primitive छान्नु र critical sections छोटो राख्नु नै सही-र-छिटो अनि सही-तर-ढिलो बीचको भिन्नता हो।

यो कसरी काम गर्छ

समस्याहरू

यो किन महत्त्वपूर्ण छ

सम्बन्धित प्रश्नहरू