I ett operativsystem är en barriär en synkroniseringsprimitiv som säkerställer att en uppsättning trådar eller processer alla når en specifik punkt i deras utförande innan någon av dem får fortsätta utöver den punkten. Tänk på det som en grind:Alla måste komma fram till grinden innan den öppnas, vilket gör att alla kan fortsätta samtidigt (eller på ett samordnat sätt beroende på barriärens specifika implementering).
Här är en uppdelning:
* Syfte: Barriärer förhindrar rasförhållanden och ser till att vissa operationer utförs i en specifik ordning, även med samtidig genomförande. Detta är särskilt avgörande när man hanterar delade resurser eller data där ordningsordningen är viktig för korrekthet.
* Hur det fungerar: Varje tråd/process som deltar i barriären kallar en barriärfunktion. Denna funktion blockerar tråden tills ett specifikt antal trådar/processer har kallat barriärfunktionen. När det antalet har uppnåtts släpps alla väntetrådar/processer samtidigt (eller enligt en definierad strategi).
* Användningsfall:
* Parallella beräkningar: Vanligtvis används i parallella algoritmer där en grupp trådar utför oberoende beräkningar och sedan måste synkronisera innan de kombinerar sina resultat.
* Multi-stegs rörledningar: Används i rörledningsbearbetning där ett steg väntar på att alla tidigare steg kommer att avsluta innan de börjar.
* Synkronisering i simuleringar: Säkerställer att olika delar av en simulering fortsätter synkroniserad.
* typer av hinder:
* Simple Barrier: En grundläggande barriär där alla trådar/processer måste nå barriären innan någon kan fortsätta.
* Räkningsbarriär: En mer flexibel barriär där ett specifikt antal trådar/processer (inte nödvändigtvis alla) måste nå barriären före utsläpp.
* Implementering: Barriärer kan implementeras med olika synkroniseringsprimitiva som semaforer, mutexer och tillståndsvariabler. Den specifika implementeringen beror på operativsystemet och kraven i applikationen.
Exempel Scenario:
Föreställ dig en parallell bildbehandlingsalgoritm där flera trådar varje bearbetar en del av bilden. En barriär skulle användas efter varje bearbetningssteg för att säkerställa att alla trådar har avslutat bearbetningen av sina tilldelade delar innan nästa steg börjar. Detta förhindrar ett senare skede från att arbeta med ofullständig data.
