Конкурентность

Мьютекс — замок на одного: в критической секции один поток, отпустить может только владелец. Семафор — счётчик разрешений: одновременно до N потоков.

Многопоточность — несколько потоков ОС, их переключает ядро. Асинхронность — одна (или немного) нить выполнения переключается между задачами сама, в точках ожидания (await).

Гонка — результат зависит от того, в каком порядке потоки выполнили свои шаги. Классика: count++ — это три шага (прочитать, прибавить, записать), и два потока теряют обновления.

CAS (compare-and-swap) — инструкция процессора «если в ячейке ещё A, запиши B» за один неделимый шаг. На ней строят атомарные счётчики и структуры без блокировок.

Взаимная блокировка — потоки ждут друг друга по кругу: первый держит A и ждёт B, второй держит B и ждёт A. Никто не продвинется.

Компилятор, JIT и процессор переупорядочивают и кэшируют операции с памятью — для одного потока результат тот же, для другого нет. Без синхронизации запись может стать видна поздно или в другом порядке.

Процесс — запущенная программа со своим адресным пространством и ресурсами. Поток — ход выполнения внутри процесса; потоки делят память процесса.

Потоки и asyncio — для ожидания ввода-вывода, процессы — для вычислений на нескольких ядрах.

Пул держит заранее созданные потоки и очередь задач: не платим за создание потока на каждую задачу и ограничиваем параллелизм.

Производители кладут задачи в ограниченную блокирующую очередь, потребители забирают. Полная очередь останавливает производителя, пустая — потребителя.