同時実行制御(排他制御)
Concurrency Control
どうじじっこうせいぎょ
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。
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他の資格での定義
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
- 令和7年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問6(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和7年度 春期 ITサービスマネージャ試験 午前Ⅱ 問23正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和7年度 春期 ITストラテジスト試験 午前Ⅱ 問23(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和6年度 ITパスポート試験 公開問題 問74選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和5年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問6(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和3年度 秋期 データベーススペシャリスト試験 午前Ⅱ 問16正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和元年度 秋期 ITパスポート試験 問64用語を問う問題(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和元年度 秋期 ITパスポート試験 問87選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成31年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問7選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成31年度 春期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問45正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
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- 平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問10正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成30年度 春期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問46正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成29年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問28選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成28年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問30正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成27年度 秋期 ITサービスマネージャ試験 午前Ⅱ 問20正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成27年度 春期 ITパスポート試験 問77(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成25年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問30(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成24年度 秋期 ITパスポート試験 問80(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成24年度 春期 データベーススペシャリスト試験 午前Ⅱ 問13(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成24年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問33用語を問う問題(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成23年度 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 特別試験 午前Ⅱ 問9(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成23年度 ITパスポート試験 特別試験 問78正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成22年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問30選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成22年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問32正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成21年度 春期 データベーススペシャリスト試験 午前Ⅱ 問13(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成21年度 春期 情報セキュリティスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問17(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
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。
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2つ以上のトランザクションやプロセスが、互いに相手が確保している資源の解放を待ち続け、どれも処理を先に進められなくなる状態。DBMSは待ちグラフなどで検出し、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。資源を確保する順序を統一することで発生を防げる。
共有資源の利用を、セマフォと呼ぶ整数の変数で管理して排他制御や同期を行う方式。資源を使う前にP操作で値を減らし(0なら待つ)、使い終えたらV操作で値を増やして待っている処理を再開させる。値が0と1だけのバイナリセマフォは相互排除に使われる。
データを更新するときに古い版を残して複数の版を保持し、各トランザクションには開始時点などで確定していた版を読ませる同時実行制御の方式。読取りがロックを必要とせず、読取りと書込みが互いを待たないため、同時実行性が高い。多くの関係データベース製品が採用している。
同時に実行される複数のトランザクションが、関連する複数のデータを別々に読み書きすることで、データ間の整合性が崩れる異状。読取りスキューと書込みスキュー(write skew)があり、書込みスキューはMVCCによるスナップショット分離でも防げず、直列化可能な隔離性水準や明示的なロックで防ぐ。
ロックをかける対象の大きさ。表単位、ページ単位、行単位などがある。粒度を細かくすると同時に実行できる処理は増えるが、管理するロックの数が増えて処理の負担が大きくなる。
並行処理における排他制御と同期の仕組み。カウンティングセマフォとバイナリセマフォがある。P操作(取得)とV操作(解放)で共有資源へのアクセスを制御する。優先度逆転問題が生じる場合は優先度継承プロトコルで対処する。
