Кратко — в чём проблема, пример гонки и варианты исправления.

Проблема

Операция "прочитал — увеличил — записал" неатомарна:
исходный код (аннотирован): shared_counter = 0; thread_func() { for (i\in 0..1000): tmp = shared_counter; tmp += 1; shared_counter = tmp; } запустить (4) потока. Ожидаемое корректное значение: если диапазон включительно (0..1000), то каждая нить делает (1001) инкремент, итого (4\times1001 = 4004). (Если это (1000) итераций, ожидаем (4000).) Без синхронизации возможны потерянные обновления (data races): пример двух нитей A и B:
1) A читает (shared_counter = 0) (tmpA = 0)
2) B читает (shared_counter = 0) (tmpB = 0)
3) A пишет (shared_counter = 1)
4) B пишет (shared_counter = 1)
В результате двух инкрементов получилось один — произошла потеря.

Способы безопасной коррекции (сильные/краткие указания)

1) Мьютекс (OS / pthread)

Блокировать критическую секцию:
pthread_mutex_lock(&m); shared_counter++; pthread_mutex_unlock(&m); Гарантирует взаимное исключение; простое и надёжное. Подходит для произвольных критических секций.

2) Атомарные операции (рекомендуется для простой инкремента)

C11/C++11: использовать std::atomic shared_counter; shared_counter.fetch_add(1); либо ++shared_counter; В C: atomic_fetch_add(&shared_counter, 1) с подходящим memory_order (обычно memory_order_seq_cst). Быстрее и менее затратен по контекстам, чем мьютекс; именно для счётчиков — оптимальный выбор.

3) CAS (compare-and-swap) — если нужно сложное обновление на основе старого значения

Пример цикла:
do { old = atomic_load(&shared_counter); new = old + 1; } while (!atomic_compare_exchange_weak(&shared_counter, &old, new)); Универсальный метод без блокировок; полезно для более сложных RMW-операций.

4) Семафоры / спинлоки

Бинарный семафор или spinlock работают как мьютекс: sem_wait/sem_post или atomic_flag spin. Спинлоки подходят при коротких критических секциях на многопроцессорных системах.

5) Условные переменные (condition variables)

Важное замечание: условные переменные не заменяют мьютекс — они используются вместе с мьютексом для ожидания/сигнализации событий. Для простого инкремента condvar не нужна. Применение: синхронизация старта/завершения потоков или ожидание условия; пример:
pthread_mutex_lock(&m);
while (!ready) pthread_cond_wait(&cv, &m);
// затем безопасно использовать shared_counter внутри мьютекса
pthread_mutex_unlock(&m);Использовать только если нужна координация (а не просто защита данных).

6) Стратегии снижения конкуренции

Локальные буферы: каждая нить считает в локальной переменной (local) (N) раз, затем один атомарный add: atomic_fetch_add(&shared_counter, local). Уменьшает количество атомарных/блокировок.Бэтчинг обновлений.

Резюме / рекомендации

Для простой и максимально быстрой коррекции инкремента используйте атомную операцию: std::atomic + fetch_add (или ++). Если нужно защищать сложный критический участок — используйте мьютекс. Condition variables — для ожидания/событий вместе с мьютексом, но не для замены атомарного инкремента. Для минимизации затрат при большом числе инкрементов — агрегация в локальную переменную + единичный atomic add.

Если нужно, могу показать конкретные фрагменты исправленного кода (pthread-мьютекс, C11-атомики, CAS или condvar) для вашей платформы.