Eine atomare Operation bezieht sich im Kontext der Informatik und Softwareentwicklung auf eine Arbeitseinheit, die unteilbar ist und nicht unterbrochen oder in kleinere Teile zerlegt werden kann.

Das bedeutet, dass, wenn eine atomare Operation ausgeführt wird, garantiert ist, dass sie vollständig oder gar nicht abgeschlossen wird, ohne dass es zu Störungen durch andere Prozesse oder Threads kommt. Atomare Operationen sind in der nebenläufigen Programmierung unerlässlich, in der mehrere Threads oder Prozesse gleichzeitig laufen und auf gemeinsame Ressourcen zugreifen.

Ohne Atomarität besteht das Risiko von Wettlaufbedingungen und Datenkorruption, da verschiedene Threads versuchen könnten, dieselben Daten zur gleichen Zeit zu ändern. Atomare Operationen werden typischerweise in Synchronisationsmechanismen wie Sperren, Semaphore und Compare-and-Swap-Operationen verwendet.

Diese Operationen stellen sicher, dass kritische Codeabschnitte atomar ausgeführt werden, Konflikte verhindern und die Datenintegrität gewährleisten. Praktisch betrachtet kann eine atomare Operation als ein einzelner, unteilbarer Schritt angesehen werden, der garantiert ohne Unterbrechung ausgeführt wird.

Zum Beispiel würde das Erhöhen eines Zählers in einer mehrthreadigen Umgebung eine atomare Operation erfordern, um sicherzustellen, dass jeder Thread den Zähler sicher erhöhen kann, ohne sich gegenseitig zu stören. Insgesamt spielen atomare Operationen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Korrektheit und Zuverlässigkeit von nebenläufigen Softwaresystemen.

Durch die Gewährleistung, dass bestimmte Operationen atomar ausgeführt werden, können Entwickler häufige Fallstricke wie Wettlaufbedingungen und Datenkorruption vermeiden, was zu robusteren und effizienteren Softwareanwendungen führt.