
【计】 critical area; critical region
临界区(Critical Section)在计算机科学与物理学领域存在不同释义,以下从汉英双解角度进行专业阐述:
一、计算机科学定义
在并发编程中,临界区指进程中访问共享资源的代码段,该区域必须保证同一时间仅有一个线程或进程执行,以防止数据竞争和状态不一致。其英文解释为:"A segment of code in which a process accesses shared resources that must not be concurrently accessed by more than one thread"(来源:《Operating System Concepts》第10版。主要特征包含:
二、物理学定义
在相变理论中,临界区指物质处于临界状态时的参数区间,如临界温度($T_c$)、临界压力($P_c$)附近区域。此时物质呈现特殊的物理特性,例如: $$
xi sim |T-T_c|^{- u}
$$
(临界指数ν描述关联长度发散规律,来源:《Statistical Physics of Fields》
三、跨学科共性
两个领域均强调"临界阈值"的核心概念:计算机领域关注资源访问的临界条件,物理学侧重物质状态的突变边界。这种双重释义体现了专业术语在不同学科中的适应性迁移(来源:牛津计算机与物理交叉学科词典。
临界区(Critical Section)是操作系统和并发编程中的核心概念,指程序中访问共享资源(如内存、文件、硬件设备等)的代码片段。多个进程或线程若同时执行临界区代码,可能导致数据不一致或程序错误,因此必须通过同步机制确保其互斥访问。
核心作用
临界区用于解决竞态条件(Race Condition)问题。例如,当两个线程同时修改同一个全局变量时,若未加控制,可能导致计算结果错误。临界区通过限制同一时间仅有一个线程执行相关代码,保证操作的原子性。
实现机制
设计原则
实际示例
以银行账户转账为例:
// 临界区开始
pthread_mutex_lock(&lock);// 获取锁
balance -= amount;// 修改共享变量
pthread_mutex_unlock(&lock);// 释放锁
// 临界区结束
若不加锁,并发转账可能导致余额错误。
相关概念区分
理解临界区是掌握并发编程的基础,其设计直接影响程序正确性与效率。
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