Sünkroniseerimiskonstruktsioonid

Sünkroniseerimiskonstruktsioonid on riistvara või tarkvaramehhanismid, mida kasutatakse mitme töötlusüksuse või protsessi kooskõlastamiseks, tagamaks, et need töötavad järjekindlas ja prognoositavas tempos. Peamine eesmärk on vältida olukordi, kus eri protsessid üritavad sama ressurssi korraga kasutada või kus ühe protsessi tulemus sõltub teise protsessi pooleliolevast või lõpetamata toimingust. Need konstruktsioonid on eriti olulised paralleelarvutuses ja mitme keermega programmides.

Üks levinumaid sünkroniseerimiskonstruktsioone on lukud ehk mutexid (mutual exclusion). Lukk võimaldab ainult ühel protsessil korraga ligipääsu jagatud ressursile. Kui üks protsess on ressursi lukustanud, peavad teised protsessid ootama, kuni lukk vabastatakse. Teine levinud mehhanism on semaforid, mis on põhimõtteliselt loendurid, mida kasutatakse ligipääsu piiramiseks piiratud arvuga ressurssidele. Semafor võib lubada teatud arvu protsesse korraga ressursi kasutama ning protsessid peavad ootama, kui ressursse pole saadaval.

Lisaks lukkudele ja semaforidele kasutatakse ka muid konstruktsioone nagu tingimusmuutujad (condition variables), mis võimaldavad protsessidel oodata teatud tingimuse täitumist enne töö jätkamist, ning monitorid, mis on kõrgema taseme konstruktsioonid, mis ühendavad andmed ja neid manipuleerivad protseduurid ning tagavad automaatselt sünkroonisuse. Sünkroniseerimiskonstruktsioonide õige kasutamine on kriitilise tähtsusega, et vältida andmerasside (data races) ja ummikute (deadlocks) tekkimist, mis võivad põhjustada programmi töös tõrkeid või rikkeid.