臨界區間（critical section）

臨界區間是一段會碰到共享可變狀態、因此不可被兩條執行緒同時執行的程式碼。把它想成一間單人電話亭，有門：你在裡面講電話時，誰也不能進來；他們在外面等你出來。那間電話亭就是臨界區間，而「一次一人」的規則正是讓共享資源不被攪亂的關鍵。辨認出你程式碼中哪些段落是臨界區間，是讓並行程式正確的第一個實用步驟。

更精確地說：臨界區間是一段程式碼，從第一條讀或寫某筆共享資料的指令，到最後一條這麼做的指令，在這期間那筆共享資料可能處於不一致、改了一半的狀態。當一條執行緒正做到這種區段的中途——比方說它已讀了一個值、算出一個新值、但還沒存回去——資料就暫時是錯的，而此時闖進來的另一條執行緒會看到、或踩爛那團亂。於是任務就是：確保同一時間最多只有一條執行緒在臨界區間內，這樣每條執行緒都會在下一條開始前完成整個更新。這個保證叫做互斥（mutual exclusion），而提供它的工具（互斥鎖等）是 Field n 的主題。

為臨界區間命名為何有助於思考：它把整個問題聚焦。你不需要讓整個程式都執行緒安全；你需要找出那些碰共享狀態的特定區域，只保護那些就好。讓臨界區間小——保護只持續到剛好涵蓋整個不一致窗口的最短一段——因為臨界區間內的執行緒會擋住別人，所以不必要地大的臨界區間會掐住你的並行度。並且確保對某筆共享資料的「每一次」存取都被涵蓋：一個保護了寫入卻把某次讀取留在外面的臨界區間，仍會在那次讀取上競爭。