Race Condition이란

• 공유 자원에 대해 여러 프로세스가 동시에 접근할 때, 결과값에 영향을 줄 수 있는 상태

Race Condition 발생 이유

1. 공유 자원을 동시에 접근하기 때문

• 여러 프로세스나 스레드가 동시에 같은 자원에 접근할 때, 하나가 작업을 끝내기 전에 다른 하나가 개입

2. 비원자적(Non-Atomic) 연산 때문

• 어떤 연산이 한 번에 처리되지 않고, 여러 단계로 나뉘어 수행될 때 문제가 생김

• 예시

  int count = 0;
  
  Thread A: 읽기(count=0)
  Thread B: 읽기(count=0)
  Thread A: count = 0 + 1 → 1
  Thread B: count = 0 + 1 → 1
  // 예상: 2, 실제: 1
  
  

3. 동기화 부재

• 임계 구역(Critical Section)을 보호하지 않거나, 락 또는 세모파어 같은 동기화 메커니즘이 없을 경우
  • 즉, 한 번에 하나만 접근하도록 하는 규칙이 없는 경우

Race Condition 해결 방법

1. 뮤텍스(Mutex)나 세마포어(Semaphore) 사용

• 뮤텍스
  • 공유된 자원의 데이터를 여러 프로세스/스레드가 접근하는 것을 막음
  • 세마포어와 다르게 동기화 대상이 하나
  • 한 프로세스에 의해 소유될 수 있는 key 기반으로 상호 배제 기법
• 세마포어
  • 공유된 자원의 데이터를 여러 프레서스/스레드가 접근하는 것을 막음
  • 뮤텍스와 다르게 동기화 대상이 하나 이상
  • 스레드/프로세스의 수를 공통으로 관리하는 하나의 값을 이용해 상호배제 달성

2. 임계 구역(Critical Section) 설정

• 임계 구역 안에 동시에 하나의 프로세스만 진입하도록 설정
  • 임계 구역이란
    • 여러 프로세스나 스레드가 공유 자원(메모리, 파일, 변수 등)에 접근하는 코드 영역
      • 이러한 결과를 해결하는 방법은 동기화 메커니즘(ex. 세마포어) 사용