Критическая секция — участок исполняемого кода программы, в котором производится доступ к общему ресурсу (данным или устройству), который не должен быть одновременно использован более чем одним потоком выполнения . При нахождении в критической секции двух (или более) потоков возникает состояние «гонки» («состязания»). Во избежание данной ситуации необходимо выполнение четырех условий:

1. Два потока не должны одновременно находиться в критических областях.
2. В программе не должно быть предположений о скорости или количестве процессоров.
3. Поток, находящийся вне критической области, не может блокировать другие потоки.
4. Невозможна ситуация, в которой поток вечно ждет попадания в критическую область.

Критическая секция ( англ. critical section ) — объект синхронизации потоков, позволяющий предотвратить одновременное выполнение некоторого набора операций (обычно связанных с доступом к данным) несколькими потоками. Критическая секция выполняет те же задачи, что и мьютекс .

Между мьютексом и критической секцией есть терминологические различия: так процедура, аналогичная «захвату» мьютекса, называется входом в критическую секцию ( англ. enter ), а аналогичная снятию блокировки мьютекса — выходом из критической секции ( англ. leave ).

Процедура входа и выхода из критических секций обычно занимает меньшее время, нежели аналогичные операции мьютекса, что связано с отсутствием необходимости обращаться к ядру ОС.

В операционных системах семейства Microsoft Windows разница между мьютексом и критической секцией в том, что мьютекс является объектом ядра и может быть использован несколькими процессами одновременно, критическая секция же принадлежит процессу и служит для синхронизации только его потоков.

Критические секции Windows имеют оптимизацию, заключающуюся в использовании атомарно изменяемой переменной наряду с объектом «событие синхронизации» ядра. Захват критической секции означает атомарное увеличение переменной на 1. Переход к ожиданию на событии ядра осуществляется только в случае, если значение переменной до захвата было уже больше 0, то есть происходит реальное «соревнование» двух или более потоков за ресурс.

Таким образом, при отсутствии соревнования захват/освобождение критической секции обходятся без обращений к ядру.

Кроме того, захват уже занятой критической секции до обращения к ядру какое-то малое время ждёт в цикле (кол-во итераций цикла ( англ. spin count ) задаётся функциями InitializeCriticalSectionAndSpinCount() или SetCriticalSectionSpinCount()) опроса переменной числа текущих пользователей, и, если эта переменная становится равной 0, то захват происходит без обращений к ядру.

Сходный объект в ядре Windows называется FAST_MUTEX ( ExAcquire/ReleaseFastMutex ). Он отличается от критической секции отсутствием поддержки рекурсивного повторного захвата тем же потоком.

Аналогичный объект в Linux называется фьютекс .

См. также

• Алгоритм Деккера
• Алгоритм Петерсона
• Алгоритм пекарни Лампорта

Ссылки

• Блудов Павел. (неопр.) . rsdn.ru (14 марта 2005). Дата обращения: 18 августа 2010. 17 марта 2012 года.
• (англ.) . MSDN (6 марта 2010). Дата обращения: 18 августа 2010. 17 марта 2012 года.

Для улучшения этой статьи желательно : Проставить сноски , внести более точные указания на источники. Оформить статью по правилам . Добавить иллюстрации . После исправления проблемы исключите её из списка. Удалите шаблон, если устранены все недостатки.