Race Condition

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Dieser Artikel erläutert Race Condition in der Informatik, für die Race Condition in der Elektronik siehe Race Condition (Elektronik).

Als Race Condition oder Race Hazard (deutsche Übersetzungen: Wettlaufsituation oder Laufbedingung) werden in der Programmierung Konstellationen bezeichnet, in denen das Ergebnis einer Operation vom zeitlichen Verhalten bestimmter Einzeloperationen abhängt.

Unbeabsichtigte Wettlaufsituationen sind ein häufiger Grund für schwer auffindbare Programmfehler; bezeichnend für solche Situationen ist nämlich, dass bereits die veränderten Bedingungen zum Programmtest zu einem völligen Verschwinden der Symptome führen können. Zur Vermeidung solcher Konstellationen können bei der Programmerstellung beispielsweise Semaphoren eingesetzt werden.

[Bearbeiten] Beispiel

Zwei gleichzeitig laufende Systeme wollen denselben Wert erhöhen. Die notwendigen Einzelschritte, die jedes der beiden Systeme durchlaufen muss, sind:

Wert lesen: Der Wert wird aus dem externen Speicher in den internen Speicher gelesen.
Wert erhöhen: Der Wert wird im internen Speicher um 1 erhöht.
Wert schreiben: Der Wert aus dem internen Speicher zurück in den externen Speicher geschrieben.

Angenommen, der Wert betrage anfangs 1. Das erste System heißt "A", das zweite System "B". Erhöhen beide Systeme den Wert, ist der erwartete neue Wert 3. Wenn System A zeitlich vor System B arbeitet, wird das auch so sein:

A liest Wert in internen Speicher -> A=1
A erhöht intern-> A=2
A schreibt Wert -> Wert=2
B liest Wert in internen Speicher -> B=2
B erhöht intern-> B=3
B schreibt Wert -> Wert=3

Arbeiten beide Systeme gleichzeitig und ist die Reihenfolge der Befehle unbestimmt, kann die Wettlaufsituation jedoch dazu führen, dass der tatsächlich erhaltene, neue Wert stattdessen 2 beträgt:

A liest Wert in internen Speicher -> A=1
B liest Wert in internen Speicher -> B=1 (der Wert im externen Speicher ist immer noch 1!)
A erhöht intern-> A=2
B erhöht intern-> B=2
A schreibt Wert -> Wert=2
B schreibt Wert -> Wert=2

Zur Vermeidung des Problems müsste A den Zugriff auf Wert bis zum Abschluss der Veränderung so sperren, dass B warten muss, bis A seinen Zugriff auf den Wert beendet hat.