# Понятия многопоточности

1. **Monitor** - высокоуровневый механизм взаимодействия и синхронизации процессов, обеспечивающий доступ к неразделяемым ресурсам.
    - При многозадачности, основанной на мониторах, компилятор или интерпретатор прозрачно для программиста вставляет код блокировки-разблокировки в оформленные соответствующим образом процедуры, избавляя программиста от явного обращения к примитивам синхронизации.

2. **Semaphore** - семафор, самый простой тип блокировки, ограничивает количество потоков, которые могут войти в заданный участок кода.
    - Семафоры используются для синхронизации и защиты передачи данных через разделяемую память, а также для синхронизации работы процессов и потоков.

3. **Mutex** - двоичный простейший семафор, который может находиться в одном из двух состояний: отмеченном или неотмеченном. Он отличается от семафора тем, что только владеющий им поток может его освободить, т.е. перевести в отмеченное состояние.
    - Задача мьютекса — защита объекта от доступа к нему других потоков, отличных от того, который завладел мьютексом.
    - В каждый конкретный момент только один поток может владеть объектом, защищённым мьютексом.
    - Если другому потоку будет нужен доступ к переменной, защищённой мьютексом, то этот поток блокируется до тех пор, пока мьютекс не будет освобождён.

4. **Reentrant mutex** - мьютекс, который может быть залочен несколько раз одиним и тем же процессом/потоком без создания взаимной блокировки.

5. **Lock** - блокировка, механизм синхронизации, позволяющий обеспечить исключительный достп к разделяемому ресурсу между несколькими потоками.
    - __Мягкая блокировка__ - каждый поток пытается получить блокировку перед доступом к соответствующему разделямому ресурсу.
    - __Обязательная блокировка__ - попытка несанкционированного доступа к заблокированному ресурсу будет прервана, через создание исключения в потоке, который пытался получить доступ.

6. **Spinlock** - тип блокировки, который заставляет поток в бесконечном цикле пытаться получить доступ к блокировке.
    - Так как поток остается активным но не выполянет полезной работы, то использование данной блокировки не эффективно.

7. **Deadlock** - взаимное исключение, блокировка, при которой несколько процессов находятся в состоянии бесконечного ожидания ресурсов, занятых самими этими процессами.

8. **Livelock** - взаимное исключение, блокировка, при которой несколько процессов находятся в состоянии бесконечного зацикливания и не производят полезной работы.

9. **Process** - процесс обладает автономной средой выполнения.
    - Каждый процесс, в частности, имеет собственную область памяти.
    - Процесс обычно воспринимается, как синоним выполнению программы или приложения. Однако бывает, что одна приложения занимает несколько процессов.
    - Большинство реализаций JVM запускаются в едином процессе.
    - Java приложение может создать дополнительный процесс с помощью ProcessBuilder объекта.

10. **Thread** - потоки иногда называют легковесными процессами (lightweight processes). Потоки существуют внутри процесса - каждый процесс обладает хотя бы одним потоком.
    - Потоки делят ресурсы процесса, включая память и открытые файлы.
    - Приложение может быть как однопоточным, так и многопоточным, но всегда существует единственный "главный" поток, с которого запускается приложение.

11. **Interrupt** - прерывание является указанием потоку остановить выпонение.

12. **Join** - позволяет одному потоку ждать окончание выполнения другого потока.

13. **Thread safe** - участок кода, который работает корректно как в однопоточной, так и в многопоточной среде.
    - **Not thread safe** - участок кода, который работает корректо только в однопоточной среде.

14. **Thread affinity** - при старте потока, можно указать в рантайм среде, чтобы поток был привязан к определенному ядру.

15. **EDT (Event Dispatching Thread)** - специальный поток, используемый для обработки событий из очереди событий. Такой подход является концептом событийно-ориентированного программирования.
    - Такие GUI фреймворки, как, например, AWT или Swing, используют EDT.

16. **Race condition** - ошибка проектирования многопоточной системы или приложения, при которой работа системы или приложения зависит от того, в каком порядке выполняются части кода.

17. **Context switches** - когда планировщик временно приостанавливает работу потока, чтобы активировать другой поток.
    - Частое явление в приложениях с кучей потоков, что очень дорого им обходится из-за:
    + Сохранение и восстановление выполняемого контекста
    + Непостоянное местоположение в памяти
    + Затрачивание CPU на планирование потоков, которое нужно тратить на их использование.

18. **Atomic action (Атомарная операция)** - операция, выполняющаяся как единое целое, либо не выполняющаяся вовсе.
    - Атомарная операция не может быть прервана: она либо выполняется полностьбю, либо не выполняется вовсе.
    - Атомарная операция не производит изменений внешней среды во время выполнения, только по окончании.
    - Атомарная операция открыта влиянию только одного потока.

19. **Happened-before relationship** - отношение "выполняется прежде" двух событий, которое гарантирует, что память, записанная событием A будет видна для события B, т.е. событие А завершает свою запись перед тем, как B начнет чтение.
    - Данное отношение транзитивно, иррефлексивно, антисимметрично.
    + Транзитивно - для любых 3-х событий a, b, c, если событие a происходит перед b, и b происходит перед c, тогда a должно происходить перед c.
    + Иррефлексивно - ни одно событие не должно происходить перед собой.
    + Антисимметрично - если событие a должно произойти перед событием b, то обратное невозможно.

20. **Critical section** - участок кода, в котором производится доступ к общему ресурсу, который не должен быть одновременно использован более чем одним потоком.
    - Мьютекс является процедурой входа/выхода из критической секции.