#6-1 作業系統

Race Condition

產生Race Condition的原因：多個process共享同個資源 & Context Switch
Race Condition的定義：因為process的執行順序不同，而造成結果不同

範例1

Context Switch 造成執行順序不同(情況1 & 情況2)

情況1
Process1：Load x
Process1：Add 1
Process2：Load x
Process2：Add 2
Process2：Store x
Process1：Store x
-> x = 4

情況2
Process1：Load x
Process1：Add 1
Process2：Load x
Process2：Add 2
Process1：Store x
Process2：Store x
-> x = 5

但正常來講 x 應該要是 6

範例2

Producer Consumer
Producer：只負責生產資料
Consumer：只負責拿出資料
-> 共享 1 個 buffer (緩衝區)

初始

#define BUFFER_SIZE 6
typedef struct {
    ...
} item;
item buffer[BUFFER_SIZE];
int in = 0;
int out = 0;

初始化完的 buffer

Producer Process

//產生一個item，並放進buffer
item next_produced;
while(true){
    while( ((in+1) % BUFFER_SIZE) == out){
        //do nothing
        //因為buffer已經滿了
    }
    buffer[in] = next_produced;
    //把新產生item 放進去buffer
    in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
    //in指到下一個位子
}

產生一個 item 後的 buffer

Consumer Process

//從buffer裡面，拿出一個item
item next_consumed;
while(true){
    while( in == out){
        //do nothing
        //因為buffer是空的
    }
next_consumed = buffer[out];
    //把拿出來的item 存到next_consumed裡
    
    out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
    //out指到下一個位子
}

拿之前的buffer

拿完的buffer

為了判斷buffer是否滿了
需要有一個空格
當 (in+1) % BUFFER_SIZE) == out
代表buffer已經滿了
所以能放item的數量 = BUFFER_SIZE-1

滿了的 buffer

buffer為空： in == out
buffer滿了： (in+1) % BUFFER_SIZE) == out

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我們希望能放的item數量 = BUFFER_SIZE
所以，新增一個變數 count

Producer Process

//只有在最後一行，加上count++;
//產生一個item，並放進buffer
item next_produced;
while(true){
    while( count == BUFFER_SIZE){
        //do nothing
    }
    buffer[in] = next_produced;
    in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
    count++;
}

Consumer Process

//只有在最後一行，加上count--;
//從buffer裡面，拿出一個item
item next_consumed;
while(true){
    while( count == 0){
        //do nothing;
    }
    next_consumed = buffer[out];
    out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
    count--;
}

情況1
Producer： register1 = count
Producer： register1 = register1 + 1
Consumer：register2 = count
Consumer：register2 = register2–1
Producer： count = register1
Consumer：count = register2
-> count = register2

情況2
Producer： register1 = count
Producer： register1 = register1 + 1
Consumer：register2 = count
Consumer：register2 = register2–1
Consumer：count = register2
Producer： count = register1
-> count = register1

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現在你應該要知道
什麼是Race Condition？
並且可以舉出例子～

今天就先這樣吧～
下一篇再見 🥴