Programmation concurrente - Définition

Problèmes

Le phénomène central introduit par la concurrence est le suivant : dans un programme non concurrent, ou séquentiel, l'ordre d'exécution des instructions élémentaires du programme est un ordre total qui reste le même d'une exécution à l'autre pour les mêmes paramètres en entrée. Dans un programme concurrent, l'exécution forme un ordre partiel. Comme la politique d'ordonnancement est généralement inconnue (elle est déterminée par le noyau du système d'exploitation par exemple) ou incontrôlée, on parle de l'indéterminisme de l'ordre d'exécution.

Les problèmes induits par la concurrence se manifestent dans les cas de la concurrence compétitive et coopérative. À cause de l'indéterminisme de l'exécution, l'accès à des données partagées par les entités concurrentes peut conduire à des incohérences au niveau des relations liant ces données. Pour cela, on a historiquement utilisé différentes primitives de synchronisation comme les mutex, les moniteurs ou encore les sémaphores. Ces différentes primitives implémentent toutes une forme plus ou moins évoluée de verrouillage qui sert à mettre en place la synchronisation des entités concurrentes (sur une ressource ou plus généralement une section critique). Mais leur utilisation ne s'effectue pas sans difficultés, on distingue notamment deux problématiques majeures :

• interblocages (ou deadlocks) entre entités concurrentes (processus ou threads) qui attendent, par exemple, que l'autre relâche un verrou acquis pour pouvoir progresser,
• famines (ou livelocks) d'une entité (processus ou thread) essayant d'acquérir une ressource, mais jamais ordonnancé au moment où elle est disponible.

Des abstractions de plus haut niveau ont été développées afin de disposer de l'expressivité de la concurrence sans les inconvénients associés à l'usage des primitives de synchronisation de bas niveau.