- Deadlock（死鎖）：是一種進程無法繼續執行的永久等待狀態，通常由資源互相等待導致。解決方法包括死鎖預防、避免、檢測與恢復。
- Race Condition（競態條件）：是一種因為多個進程無同步地訪問共享資源而導致的不一致狀態。解決方法包括使用鎖機制、信號量、條件變量、原子操作和屏障等同步技術。
兩者的區別在於，死鎖是進程間互相等待而陷入無法執行的狀態，而競態條件是因為共享資源的無序訪問導致的錯誤結果。解決這些問題的方法主要集中在合理的資源管理和進程同步上。
Deadlock（死鎖）和 Race Condition（競態條件）是並發程式設計中常見的問題，兩者之間有明顯的區別。以下是對這兩個問題的詳細說明以及各自的解決之道：
Deadlock（死鎖）
定義
死鎖是一種情況，當兩個或多個進程（或線程）彼此等待對方釋放資源時，所有進程都無法繼續執行，最終陷入永久等待狀態。
死鎖的必要條件（Coffman條件）
- 互斥（Mutual Exclusion）：
- 保持和等待（Hold and Wait）：
- 進程已經持有至少一個資源，並且正在等待獲取其他資源，而這些資源正被其他進程持有。
- 不剝奪（No Preemption）：
- 循環等待（Circular Wait）：
- 存在一個進程集合，每個進程都在等待被該集合中另一進程持有的資源。
解決之道
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死鎖預防（Deadlock Prevention）：
- 設計系統時避免上述四個條件同時發生。例如，採用有序資源分配策略來破壞循環等待條件。
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死鎖避免（Deadlock Avoidance）：
- 使用算法來動態檢查資源請求，確保系統不會進入死鎖狀態。典型算法如銀行家算法（Banker’s Algorithm）。
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死鎖檢測與恢復（Deadlock Detection and Recovery）：
- 定期檢查系統是否處於死鎖狀態，若發現死鎖，則採取措施恢復，例如中止部分進程或回收資源。
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資源分配圖（Resource Allocation Graph）：
- 使用圖來表示資源分配狀態，檢查是否存在循環，從而預測並避免死鎖。
Race Condition（競態條件）
定義
競態條件是一種情況，當兩個或多個進程（或線程）在沒有適當同步的情況下同時訪問和修改共享資源，導致系統的行為依賴於進程執行的順序，從而產生不一致或錯誤的結果。
解決之道
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鎖機制（Locks）：
- 使用互斥鎖（Mutex）、讀寫鎖（Read-Write Lock）等來保護共享資源，確保同一時間只有一個進程可以訪問共享資源。
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信號量（Semaphores）：
- 使用信號量來控制對共享資源的訪問，實現進程間的同步。
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條件變量（Condition Variables）：
- 用於進程間的協調，使進程在等待某一條件滿足時可以進入等待狀態，條件滿足後被喚醒。
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原子操作（Atomic Operations）：
- 使用原子操作確保對共享變量的訪問和修改是不可分割的，從而避免競態條件。
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屏障（Barriers）：
- 用於確保一組進程在進行下一步操作之前，都達到某一點，從而實現同步。
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