Chapter 2 (Hindi)
6. Critical section
Critical Section in Synchronization
Critical Section
Critical Section program का वह हिस्सा होता है जहाँ shared resources (जैसे memory, files, variables) को multiple processes/threads द्वारा access किया जाता है।
👉 Problems avoid करने के लिए:
- एक समय में केवल एक process/thread को ही critical section execute करना चाहिए
- इसके लिए synchronization techniques (जैसे mutex, semaphore) का उपयोग किया जाता है
👉 इससे:
- Race condition avoid होती है
- Data consistency maintain रहती है
- System safe और predictable बनता है
Structure of a Critical Section
1. Entry Section
- Process critical section में जाने की permission मांगता है
- यहाँ mutex या semaphore जैसे tools का उपयोग होता है
2. Critical Section
- यह actual code होता है
- जहाँ shared resources को access या modify किया जाता है
3. Exit Section
- Process critical section से बाहर निकलते समय lock release करता है
- ताकि अन्य processes अंदर आ सकें
4. Remainder Section
- Program का बाकी हिस्सा
- जहाँ shared resource access नहीं होता
आसान समझ (Simple Understanding)
👉 Flow कुछ इस तरह होता है:
Entry → Critical Section → Exit → Remainder
Critical Section Problem
Shared Resources और Race Condition
Shared resources में शामिल होते हैं:
- memory
- global variables
- files
- databases
👉 Race Condition तब होती है जब:
दो या अधिक processes एक ही समय पर shared data को update करते हैं, जिससे गलत result आता है।
📌 Example:
दो bank transactions एक साथ account balance update करें → final balance गलत हो सकता है
Pseudo Code (Simple समझ)
do{
flag = 1;
while(flag); // entry section
// critical section
if (!flag)
// remainder section
} while(true);
flag = 1;
while(flag); // entry section
// critical section
if (!flag)
// remainder section
} while(true);
Requirements of a Good Solution
एक अच्छा critical section solution में ये qualities होनी चाहिए:
- Correctness → data consistent रहे
- Efficiency → waiting कम हो, CPU utilization ज्यादा हो
- Fairness → कोई process unfairly wait न करे
3 Main Conditions (Very Important ⭐)
1. Mutual Exclusion
- एक समय में केवल एक process critical section में जाए
- Conflicts को prevent करता है
2. Progress
- अगर कोई process critical section में नहीं है, तो next process को entry मिलनी चाहिए
- System idle या stuck नहीं होना चाहिए
3. Bounded Waiting
- हर process के wait करने का limit होना चाहिए
- किसी process को हमेशा के लिए wait (starvation) नहीं होना चाहिए
Simple Solution (Lock Concept)
acquireLock();
// Critical Section
releaseLock();
// Critical Section
releaseLock();
👉
- Process पहले lock acquire करता है
- Critical section execute करता है
- फिर lock release करता है
Real-Life Examples of Critical Section
1. Banking System (ATM / Online Banking)
- Critical Section: account balance update
- ❌ Problem: simultaneous withdrawal → wrong balance
2. Ticket Booking System
- Critical Section: last seat booking
- ❌ Problem: दो users एक ही seat book कर सकते हैं
3. Print Spooler
- Critical Section: print queue access
- ❌ Problem: print jobs mix या skip हो सकते हैं
4. Shared File Editing (Google Docs, MS Word)
- Critical Section: file save/write
- ❌ Problem: data conflict या data loss