Explique locks, mutexes, seções críticas e semáforos.

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Um mutex é um lock que garante exclusão mútua — apenas uma thread pode segurá-lo e entrar na seção crítica protegida por vez.** Um semáforo generaliza isso para permitir até N detentores concorrentes.

## Como funciona

- **Seção crítica**: a região de código que toca estado compartilhado e não deve rodar concorrentemente.
- **Mutex (mutual exclusion)**: adquira antes da seção, libere depois. Uma segunda thread bloqueia até ele ficar livre. Tipicamente pertence à thread que o adquiriu (só ela pode liberar).
- **Semáforo**: mantém um contador de N permits. `acquire()` decrementa (bloqueia em 0), `release()` incrementa. Um mutex é essencialmente um semáforo com N=1, mas com semântica de posse.

```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(...)
```

## Armadilhas

- **Esquecer de liberar** → bloqueio permanente. Use `with`/RAII/`defer` para que a liberação seja automática mesmo em exceções.
- **Segurar um lock por muito tempo** mata a vazão; mantenha as seções críticas pequenas.
- **Granularidade do lock**: um lock grosso é simples mas serializa tudo; muitos locks finos escalam melhor mas arriscam deadlock.

## Por que isso importa

Estas são as ferramentas do dia a dia para proteger estado compartilhado. Mutexes serializam o acesso para prevenir races; semáforos regulam um pool de recursos (conexões, permits, rate limits). Escolher a primitiva certa e manter as seções críticas curtas é a diferença entre correto-e-rápido e correto-mas-lento.

Como funciona

Armadilhas

Por que isso importa

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