Preguntas sobre Problemas de Concurrencia y Soluciones

Pregunta Respuesta
1. ¿Qué es una condición de carrera y cómo se puede evitar? Una condición de carrera ocurre cuando dos o más hilos intentan acceder y modificar datos compartidos simultáneamente sin sincronización adecuada. Se puede evitar utilizando mecanismos de sincronización como `synchronized` en Java, `Lock` en Python, `lock` en C#, o `async-mutex` en TypeScript.
2. ¿Cómo se maneja la sincronización en Java? 
public class SyncExample {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}
3. ¿Cómo se maneja la sincronización en Python? 
import threading

count = 0
lock = threading.Lock()

def increment():
    global count
    with lock:
        count += 1
4. ¿Cómo se maneja la sincronización en C#? 
public class SyncExample {
    private int count = 0;
    private readonly object lockObject = new object();

    public void Increment() {
        lock (lockObject) {
            count++;
        }
    }

    public int GetCount() {
        return count;
    }
}
5. ¿Cómo se maneja la sincronización en TypeScript? 
import { Mutex } from 'async-mutex';

const mutex = new Mutex();
let count = 0;

async function increment() {
    const release = await mutex.acquire();
    try {
        count++;
    } finally {
        release();
    }
}
6. ¿Qué es un "deadlock" y cómo se puede evitar? Un deadlock ocurre cuando dos o más hilos están bloqueados esperando unos a otros, creando un ciclo de espera. Se puede evitar asegurando que todos los hilos adquieran los recursos en el mismo orden o utilizando técnicas de detección y recuperación.
7. ¿Cómo se evita un deadlock en Java? 
public class DeadlockPrevention {
    private final Object lock1 = new Object();
    private final Object lock2 = new Object();

    public void method1() {
        synchronized (lock1) {
            synchronized (lock2) {
                // Critical section
            }
        }
    }

    public void method2() {
        synchronized (lock2) {
            synchronized (lock1) {
                // Critical section
            }
        }
    }
}
8. ¿Cómo se evita un deadlock en Python? 
import threading

lock1 = threading.Lock()
lock2 = threading.Lock()

def method1():
    with lock1:
        with lock2:
            # Critical section

def method2():
    with lock2:
        with lock1:
            # Critical section
9. ¿Cómo se evita un deadlock en C#? 
public class DeadlockPrevention {
    private readonly object lock1 = new object();
    private readonly object lock2 = new object();

    public void Method1() {
        lock (lock1) {
            lock (lock2) {
                // Critical section
            }
        }
    }

    public void Method2() {
        lock (lock2) {
            lock (lock1) {
                // Critical section
            }
        }
    }
}
10. ¿Cómo se evita un deadlock en TypeScript? En TypeScript, se puede evitar el deadlock mediante la correcta gestión de las promesas y el uso de mecanismos de sincronización como `async-mutex` para prevenir bloqueos mutuos.
11. ¿Qué es un "livelock" y cómo se puede evitar? Un livelock es una situación en la que dos o más hilos están constantemente cambiando de estado en respuesta a las acciones del otro, sin que se realice ningún progreso. Se puede evitar usando técnicas como el backoff y retry.
12. ¿Cómo se evita el livelock en Java? 
public class LivelockPrevention {
    private final Object lock1 = new Object();
    private final Object lock2 = new Object();

    public void method1() {
        while (true) {
            synchronized (lock1) {
                if (tryLock(lock2)) {
                    try {
                        // Critical section
                    } finally {
                        unlock(lock2);
                    }
                    return;
                }
            }
            // Backoff and retry
        }
    }

    public void method2() {
        while (true) {
            synchronized (lock2) {
                if (tryLock(lock1)) {
                    try {
                        // Critical section
                    } finally {
                        unlock(lock1);
                    }
                    return;
                }
            }
            // Backoff and retry
        }
    }
}
13. ¿Cómo se evita el livelock en Python? 
import threading

lock1 = threading.Lock()
lock2 = threading.Lock()

def method1():
    while True:
        with lock1:
            if lock2.acquire(blocking=False):
                try:
                    # Critical section
                finally:
                    lock2.release()
                return
        # Backoff and retry

def method2():
    while True:
        with lock2:
            if lock1.acquire(blocking=False):
                try:
                    # Critical section
                finally:
                    lock1.release()
                return
        # Backoff and retry
14. ¿Cómo se evita el livelock en C#? 
public class LivelockPrevention {
    private readonly object lock1 = new object();
    private readonly object lock2 = new object();

    public void Method1() {
        while (true) {
            lock (lock1) {
                if (Monitor.TryEnter(lock2)) {
                    try {
                        // Critical section
                    } finally {
                        Monitor.Exit(lock2);
                    }
                    return;
                }
            }
            // Backoff and retry
        }
    }

    public void Method2() {
        while (true) {
            lock (lock2) {
                if (Monitor.TryEnter(lock1)) {
                    try {
                        // Critical section
                    } finally {
                        Monitor.Exit(lock1);
                    }
                    return;
                }
            }
            // Backoff and retry
        }
    }
}
15. ¿Cómo se evita el livelock en TypeScript? En TypeScript, se evita el livelock mediante una adecuada gestión de las promesas y evitando que los recursos sean accedidos de manera que causen interferencias mutuas.
16. ¿Qué es la contención de bloqueo y cómo se puede minimizar? La contención de bloqueo ocurre cuando varios hilos están compitiendo por el mismo recurso bloqueado, lo que puede afectar el rendimiento. Se puede minimizar utilizando bloqueos de granularidad más fina o mecanismos de sincronización más eficientes.
17. ¿Cómo se minimiza la contención de bloqueo en Java? 
public class ContentionExample {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void method() {
        lock.lock();
        try {
            // Critical section
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}
18. ¿Cómo se minimiza la contención de bloqueo en Python? 
import threading

lock = threading.Lock()

def method():
    with lock:
        # Critical section
19. ¿Cómo se minimiza la contención de bloqueo en C#? 
public class ContentionExample {
    private readonly object lockObject = new object();

    public void Method() {
        lock (lockObject) {
            // Critical section
        }
    }
}
20. ¿Cómo se minimiza la contención de bloqueo en TypeScript? 
import { Mutex } from 'async-mutex';

const mutex = new Mutex();

async function method() {
    const release = await mutex.acquire();
    try {
        // Critical section
    } finally {
        release();
    }
}
21. ¿Qué es la "starvation" y cómo se puede evitar? La starvation ocurre cuando un hilo no puede acceder a los recursos debido a que otros hilos están utilizando los recursos constantemente. Se puede evitar implementando políticas de asignación de recursos justas.
22. ¿Cómo se evita la starvation en Java? 
public class StarvationPrevention {
    private final Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

    public void method() {
        try {
            semaphore.acquire();
            // Critical section
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            semaphore.release();
        }
    }
}
23. ¿Cómo se evita la starvation en Python? 
import threading

semaphore = threading.Semaphore(1)

def method():
    with semaphore:
        # Critical section
24. ¿Cómo se evita la starvation en C#? 
public class StarvationPrevention {
    private readonly SemaphoreSlim semaphore = new SemaphoreSlim(1);

    public async Task Method() {
        await semaphore.WaitAsync();
        try {
            // Critical section
        } finally {
            semaphore.Release();
        }
    }
}
25. ¿Cómo se evita la starvation en TypeScript? 
import { Mutex } from 'async-mutex';

const mutex = new Mutex();

async function method() {
    const release = await mutex.acquire();
    try {
        // Critical section
    } finally {
        release();
    }
}
26. ¿Qué es la "inversión de prioridades" y cómo se puede evitar? La inversión de prioridades ocurre cuando un hilo de alta prioridad se bloquea esperando a que un hilo de baja prioridad libere un recurso. Se puede evitar mediante técnicas de herencia de prioridad y políticas adecuadas de gestión de hilos.
27. ¿Cómo se evita la inversión de prioridades en Java? 
public class PriorityInversionPrevention {
    private final Object lock = new Object();

    public void method() {
        synchronized (lock) {
            // Critical section
        }
    }
}
28. ¿Cómo se evita la inversión de prioridades en Python? 
import threading

lock = threading.Lock()

def method():
    with lock:
        # Critical section
29. ¿Cómo se evita la inversión de prioridades en C#? 
public class PriorityInversionPrevention {
    private readonly object lockObject = new object();

    public void Method() {
        lock (lockObject) {
            // Critical section
        }
    }
}
30. ¿Cómo se evita la inversión de prioridades en TypeScript? En TypeScript, se puede evitar la inversión de prioridades mediante el uso adecuado de promesas y mecanismos de sincronización que eviten bloqueos prolongados.
31. ¿Qué son las "notificaciones de condiciones" y cómo se utilizan? Las notificaciones de condiciones permiten a un hilo esperar a que se cumpla una condición específica antes de continuar. Se utilizan para coordinar el acceso a recursos compartidos entre múltiples hilos.
32. ¿Cómo se implementan notificaciones de condiciones en Java? 
public class ConditionExample {
    private final Object lock = new Object();
    private boolean condition = false;

    public void awaitCondition() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            while (!condition) {
                lock.wait();
            }
        }
    }

    public void signalCondition() {
        synchronized (lock) {
            condition = true;
            lock.notify();
        }

    }
}
33. ¿Cómo se implementan notificaciones de condiciones en Python? 
import threading

condition = threading.Condition()
condition_met = False

def await_condition():
    global condition_met
    with condition:
        while not condition_met:
            condition.wait()

def signal_condition():
    global condition_met
    with condition:
        condition_met = True
        condition.notify()
34. ¿Cómo se implementan notificaciones de condiciones en C#? 
public class ConditionExample {
    private readonly object lockObject = new object();
    private bool condition = false;
    private readonly ManualResetEvent conditionEvent = new ManualResetEvent(false);

    public void AwaitCondition() {
        lock (lockObject) {
            while (!condition) {
                Monitor.Wait(lockObject);
            }
        }
    }

    public void SignalCondition() {
        lock (lockObject) {
            condition = true;
            Monitor.Pulse(lockObject);
        }
    }
}
35. ¿Cómo se implementan notificaciones de condiciones en TypeScript? En TypeScript, las notificaciones de condiciones se manejan mediante promesas y mecanismos asíncronos como `Promise` y `async/await`.
36. ¿Qué es el "context switching" y cómo afecta al rendimiento? El context switching ocurre cuando el sistema operativo cambia de un hilo a otro. Esto puede afectar al rendimiento si se realiza con demasiada frecuencia, ya que consume recursos y tiempo de CPU.
37. ¿Cómo se minimiza el impacto del context switching en Java? En Java, se puede minimizar el impacto reduciendo la cantidad de hilos activos y optimizando el uso de recursos compartidos para evitar bloqueos innecesarios.
38. ¿Cómo se minimiza el impacto del context switching en Python? En Python, se puede minimizar el impacto limitando el uso de hilos y utilizando técnicas de programación asíncrona como `asyncio` para mejorar la eficiencia.
39. ¿Cómo se minimiza el impacto del context switching en C#? En C#, se puede minimizar el impacto optimizando la sincronización y utilizando técnicas como el `Task Parallel Library` (TPL) para gestionar hilos de manera más eficiente.
40. ¿Cómo se minimiza el impacto del context switching en TypeScript? En TypeScript, se puede minimizar el impacto usando técnicas de programación asíncrona como `Promise` y `async/await` para reducir la necesidad de context switching.