Mutexen

Mutexen, afgekort van mutual exclusion, zijn synchronisatieprimitieven die misbruik van gedeelde bronnen voorkomen door ervoor te zorgen dat slechts één thread tegelijk toegang heeft. Een mutex wordt doorgaans vergrendeld door een thread voordat de gedeelde bron wordt betreden en ontgrendeld nadat de bewerking is voltooid. Terwijl de mutex vergrendeld is, kunnen andere threads die proberen te vergrendelen wachten (blokkerend) of direct terugkeren met een mislukking (niet-blokkerende probeersel).

Verschillende varianten bestaan: standaard mutexen, recursieve mutexen (waarmee dezelfde thread meerdere keren kan vergrendelen), en timed mutexen (lockers die na een tijd uitkomen). Sommige implementaties bieden fairness of priority inheritance om prioriteitsinversie te voorkomen.

Veelvoorkomende problemen zijn deadlocks, vaak ontstaan als twee of meer threads mutexen in verschillende volgordes vergrendelen. Oplossingen omvatten het afdwingen van een vaste vergrendelingsvolgorde, het gebruik van hiërarchie of timeout-mogelijkheden, en het beperken van de duur van kritieke secties.

Implementaties verschillen per platform: POSIX-threads gebruiken pthread_mutex_t; Windows biedt CRITICAL_SECTION of echte mutexen; programmeertalen leveren standaarden zoals C++ std::mutex, std::recursive_mutex, std::timed_mutex, en Java’s Lock-achtige API. Praktische richtlijnen zijn onder meer het beperken van de tijd dat een mutex vastzit, het vermijden van I/O in kritieke secties, en het kiezen van fijnmazige of lock-free ontwerpen waar mogelijk.