====== Race Condition (Souběh) ======

**Race Condition** nastává v situaci, kdy dvě nebo více [[thread|vláken]] přistupují ke sdíleným datům a snaží se je změnit ve stejný okamžik. Protože operační systém může vlákna kdykoliv přerušit a vystřídat, konečný stav dat závisí na tom, které vlákno "doběhne" k zápisu jako první.

----

====== Mechanismus vzniku: Problém "Přečti-Uprav-Zapiš" ======

Většina operací, které se zdají být jednoduché (např. ''x = x + 1''), se na úrovni procesoru skládá ze tří kroků. Pokud do nich zasáhne jiné vlákno, vzniká chaos.

===== Scénář chyby: =====
Představme si sdílenou proměnnou **Hodnota = 10** a dvě vlákna, která chtějí přičíst 1.

  1. **Vlákno A** si přečte hodnotu (10).
  2. *Systém přeruší Vlákno A a spustí Vlákno B.*
  3. **Vlákno B** si přečte hodnotu (stále 10).
  4. **Vlákno B** přičte 1 a zapíše výsledek (**11**).
  5. *Systém přepne zpět na Vlákno A.*
  6. **Vlákno A** (které si pamatuje 10) přičte 1 a zapíše výsledek (**11**).

**Výsledek:** Místo očekávané hodnoty **12** (protože proběhly dvě operace) je v paměti pouze **11**. Jedna operace se "ztratila".



----

====== Typy Race Condition ======

  * **Kritická sekce:** Nejčastější typ (viz příklad výše), kdy více vláken manipuluje se stejnou proměnnou nebo souborem bez ochrany.
  * **Check-then-act:** Vlákno zkontroluje podmínku (např. "existuje soubor?") a poté provede akci. Mezi kontrolou a akcí však může jiné vlákno soubor smazat, což vede k pádu aplikace.

----

====== Proč je tato chyba nebezpečná? ======

  * **Nedeterminismus:** Program funguje správně v 99 % případů. Chyba se objeví jen tehdy, když dojde k naprosto přesnému (a nešťastnému) souběhu milisekund.
  * **Heisenbug:** Termín pro chyby, které zmizí, když se je pokusíte sledovat (např. přidáním výpisů do konzole, což změní časování vláken a chybu "maskuje").
  * **Bezpečnostní riziko:** Útočníci mohou Race Condition využít k obcházení kontrol (např. v bankovnictví nebo při ověřování hesel).

----

====== Jak se Race Condition bránit? ======

Základem obrany je zajistit, aby operace se sdílenými daty byly **atomické** (nepřerušitelné).

  1. **[[mutex|Mutex]] (Zamykání):** Vlákno si "zamkne" data pro sebe a ostatní musí počkat, dokud operaci nedokončí.
  2. **Atomické operace:** Speciální instrukce procesoru, které provedou "Přečti-Uprav-Zapiš" jako jeden nedělitelný krok na hardwarové úrovni.
  3. **Neměnnost (Immutability):** Návrh systému tak, aby se data po vytvoření už nikdy neměnila (vlákna vždy vytvářejí novou kopii).



----

====== Příklad z reálného světa: Therac-25 ======
Jedním z nejtragičtějších příkladů Race Condition byl ozařovací přístroj Therac-25 v 80. letech. Kvůli chybě v časování softwaru docházelo k tomu, že přístroj vyslal smrtelnou dávku záření, pokud operátor zadal příkazy příliš rychle za sebou.

----
//Související pojmy: Thread (Vlákno), Mutex, Deadlock, Multitasking, Synchronizace, Atomická operace.//