Exclusió mútua: diferència entre les revisions

'''Exclusió mútua''', (comunament abreujada com '' mutex '' per '' mutual exclusion ''), és una expressió utilitzada en [[programació concurrent]] que fa referència al fet d'evitar l'accés simultani de dos fragments de codi a un recurs compartit (per exemple una cua, un comptador, etc.). Així, aquests fragments de codi ([[secció crítica|seccions crítiques]]) s'han d{{'}}''excloure mútuament'' per no provocar inconsistències en les dades que estan actualitzant.

La major part d'aquests recursos són els senyals, comptadors, cues i altres dades que s'empren en la comunicació entre el codi que s'executa quan es dóna servei a una [[interrupció]] i el codi que s'executa la resta del temps. Es tracta d'un problema de vital importància perquè, si no es prenen les precaucions degudes, una interrupció pot passar entre dues instruccions qualsevolqualssevol del codi normal i això pot provocar greus errors.

En un sistema [[multiprocessador]] de memòria compartida, es fa servir l'operació indivisible [[test-and-set]] sobre una bandera, per esperar fins que l'altre processador la rebuigrebutgi. L'operació test-and-setembre realitza les dues operacions sense alliberar el bus de memòria a un altre processador. Així, quan el codi deixa la secció crítica, s'aclareix la bandera. Això es coneix com [[spinlock|spin lock]] o [[espera activa]].

Alguns sistemes tenen instruccions multioperació indivisibles similars a les anteriorment descrites per manipular les [[llista enllaçada|llistes enllaçades]] que s'utilitzen per a les cues d'esdeveniments i altres [[estructura de dades|estructures de dades]] que els [[sistema operatiu|sistemes operatius]] fan servir comunament.

Malgrat tot el que s'ha dit, moltes tècniques d'exclusió mútua tenen efectes col· laterals. Per exemple, els [[semàfor (programació)|semàfors]] permeten interbloquejos ([[deadlock]] s) en què un procés obté un semàfor, un altre procés obté el semàfor i tots dos es queden a l'espera que l'altre procés alliberi el semàfor. Altres efectes comuns inclouen la '' inanició '', en el qual un procés essencial no s'executa durant el temps desitjat, i la '' inversió de prioritats '', en el qual una tasca de prioritat elevada espera per altra tasca de menor prioritat, així com la '' latència alta '' en què la resposta a les interrupcions no és immediata.

Els [[algorisme]]s d{{'''' }}exclusió mútua ''' que s'usen en [[programació concurrent]] per a evitar l'ús simultani de recursos comuns, com a variables globals, per fragments de codi coneguts com a seccions crítiques.

Una forma habitual de garantir exclusió mútua en sistemes [[uni-processador]] és deshabilitar les interrupcions a l'entrada de la secció crítica i habilitar-les a la sortida. Aquesta solució, permet que mentre s'accedeix al recurs no hi hagi [[canvi de context|canvis de context]] deguts a una interrupció. En sistemes multi-processador de memòria compartida (per exemple [[SMP]]) s'utilitza una operació atòmica anomenada [[test-and-set]], que permet comprovar l'estat d'una adreça de memòria i actualitzar el seu valor en un sol pas (sense alliberar el bus de memòria). Així, el processador que vulgui accedir al recurs compartit entrarà en [[espera activa]] fins que processador que en aquell moment utilitza el recurs l'alliberi i re-iniciireiniciï el valor d'una variable (aquesta tècnica s'anomena [[spinlock]]).

APel nivellque defa a programari, existeixen múltiples solucions per garantir exclusió mútua. Per exemple:

Alguns exemples d'algorismes clàssics de d'exclusió mútua són: