IT用語帳
APソフトウェア · オペレーティングシステム

排他制御

Mutual Exclusion

はいたせいぎょ

複数のプロセスやトランザクションが共有資源に同時アクセスする際に、データの整合性を保つための制御機構。セマフォ、ミューテックスなどのOS同期機構や、ロック方式(共有ロック・専有ロック)、MVCC等のデータベース制御手法がある。デッドロックの防止も重要な課題。

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他の資格での定義

IP排他制御

複数のプロセスやトランザクションが共有資源に同時アクセスする際に、データの整合性を保つための制御機構。セマフォ、ミューテックスなどのOS同期機構や、ロック方式(共有ロック・専有ロック)、MVCC等のデータベース制御手法がある。デッドロックの防止も重要な課題。

SG排他制御

複数のトランザクションが同時に同じデータにアクセスする際、データの不整合を防ぐための制御。ロック方式が代表的で、あるトランザクションがデータを使用中は他のトランザクションのアクセスを制限する。

FE排他制御

複数のトランザクションが同時にデータを更新する際に、データの矛盾を防ぐための制御機構。ロック方式が代表的で、データ更新中は他のトランザクションからのアクセスを制限する。

SA排他制御

複数のプロセスやトランザクションが共有資源に同時にアクセスする際、データの不整合を防ぐための制御機構。楽観的ロックと悲観的ロックの2種類があり、デッドロックの回避も考慮する必要がある。

DB同時実行制御(排他制御)

複数のトランザクションが同時にデータベースにアクセスする際に、データの一貫性を保つための制御機構。ロック方式、タイムスタンプ方式、楽観的制御方式などがある。

ES排他制御

共有資源に複数のタスクが同時にアクセスしないよう、一度に1つのタスクだけに使用を許す制御。セマフォやミューテックスで実現する。優先度逆転やデッドロックを招かないよう、獲得順序と優先度継承の設計が要る。

PD-D同時実行制御(排他制御)

複数のトランザクションが同じデータに同時にアクセスしても、1つずつ順に実行した場合と同じ結果になる(直列化可能性)ように制御すること。制御しないと、変更の消失(ロストアップデート)、ダーティリード、ノンリピータブルリードなどの不整合が起きる。実現方式には、ロック方式、時刻印(タイムスタンプ)方式、楽観的方式、多版同時実行制御(MVCC)がある。

PD-S排他制御

複数のプロセスやトランザクションが共有資源に同時アクセスする際に、データの整合性を保つための制御機構。セマフォ、ミューテックスなどのOS同期機構や、ロック方式(共有ロック・専有ロック)、MVCC等のデータベース制御手法がある。デッドロックの防止も重要な課題。

A-1同時実行制御(排他制御)

複数のトランザクションが同じデータに同時にアクセスしても、データの整合性が保たれるように実行を制御すること。ロック方式のほか、時刻印方式や多版同時実行制御(MVCC)などの方式があり、結果が何らかの順序で1つずつ実行した場合と同じになること(直列可能性)を目指す。

Past Exams

過去問での出題

過去問で 26 回出題(ITパスポート試験 6・基本情報技術者試験 5・エンベデッドシステムスペシャリスト試験 5・データベーススペシャリスト試験 3・情報セキュリティマネジメント試験 2・ITサービスマネージャ試験 2・応用情報技術者試験 1・ITストラテジスト試験 1・情報処理安全確保支援士試験 1)。うち 2 回は用語そのものを問う問題です。

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出典: 独立行政法人情報処理推進機構(IPA)の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「用語を問う問題」は、この用語の説明や特徴そのものを問う問題です。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

応用情報技術者試験の過去問によく出る用語

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関連キーワードの用語

APプロセス

実行中のプログラムのインスタンス。独自のアドレス空間、プログラムカウンタ、レジスタ、スタックを持つ。生成、実行可能、実行、待ち、終了の状態遷移を経る。スレッドはプロセス内の軽量な実行単位。

APスレッド

プロセス内で並行実行される軽量な処理単位。同一プロセス内のスレッドはメモリ空間を共有するため、スレッド間の通信が高速。ただし共有資源への同時アクセスによる競合条件を防ぐため排他制御が必要。

APトランザクション

データベースに対する一連の処理をまとめた論理的な作業単位。「全て実行」か「全て取消」のいずれかで完了し、途中で中断された状態を残さない。ACID特性(原子性、一貫性、独立性、永続性)を満たす必要がある。

APACID特性

トランザクション処理に求められる4つの特性。Atomicity(原子性:全て実行か全て取消)、Consistency(一貫性:整合性の維持)、Isolation(独立性:他のトランザクションの影響を受けない)、Durability(永続性:完了した結果は失われない)。

APデッドロック

2つ以上のトランザクションが互いに相手のロック解放を待ち続け、いずれも先に進めなくなる状態。検出時にはいずれかのトランザクションをロールバックして解消する。予防策として資源の獲得順序を統一する方法がある。

AP隔離性水準(トランザクション分離レベル)

同時に実行されるトランザクションどうしを、どこまで隔離するかの段階。SQLの標準はREAD UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLEの4つを定め、READ COMMITTEDではダーティリードが、REPEATABLE READではさらにノンリピータブルリードが、SERIALIZABLEではさらにファントムリードが起きなくなる。水準を上げるほど整合性は高まるが、待ちが増えて同時実行性は下がる。