Giải thích locks, mutexes, critical sections và semaphores.

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Mutex là một lock đảm bảo mutual exclusion — mỗi lúc chỉ một thread giữ nó và vào được critical section được bảo vệ.** Semaphore tổng quát hoá điều này để cho phép tối đa N thread giữ đồng thời.

## Cách hoạt động

- **Critical section**: vùng code chạm vào shared state và không được chạy đồng thời.
- **Mutex (mutual exclusion)**: acquire trước đoạn đó, release sau. Thread thứ hai bị block cho tới khi lock rảnh. Thường do thread đã acquire sở hữu (chỉ nó được release).
- **Semaphore**: giữ một bộ đếm N permit. `acquire()` giảm (block tại 0), `release()` tăng. Mutex về bản chất là semaphore với N=1 nhưng có ngữ nghĩa ownership.

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

# Semaphore: giới hạn số kết nối DB đồng thời ở 10
sem = threading.Semaphore(10)
def query():
    with sem:                  # tối đa 10 thread chạy đoạn này cùng lúc
        db.execute(...)
```

## Cạm bẫy

- **Quên release** → block vĩnh viễn. Dùng `with`/RAII/`defer` để release tự động ngay cả khi có exception.
- **Giữ lock quá lâu** giết throughput; giữ critical section nhỏ.
- **Độ hạt của lock (granularity)**: một lock thô thì đơn giản nhưng serialize mọi thứ; nhiều lock mịn mở rộng tốt hơn nhưng dễ deadlock.

## Tại sao điều này quan trọng

Đây là công cụ hằng ngày để bảo vệ shared state. Mutex serialize truy cập để chặn race; semaphore điều tiết một resource pool (connection, permit, rate limit). Chọn đúng primitive và giữ critical section ngắn là ranh giới giữa đúng-và-nhanh với đúng-nhưng-chậm.

Cách hoạt động

Cạm bẫy

Tại sao điều này quan trọng

Câu hỏi liên quan