排他制御とデッドロック（ACID 特性）

なぜ排他制御が要るか

在庫が10個のとき，2つのトランザクションがほぼ同時に在庫を読み（どちらも10），それぞれ1個ずつ引いて書き戻すと， 結果は8ではなく9になります。片方の更新が消えてしまうこの現象を変更消失（lost update）と呼びます。 これを防ぐために，読み書きするデータにロックを掛け，ほかのトランザクションを待たせます。

ロックを掛ける単位（表全体か，行か）をロックの粒度と呼びます。 ある行に共有ロックが掛かっていれば，その行を含む表全体に専有ロックを掛けることはできません。

デッドロック

トランザクション A が資源1をロックして資源2を待ち，B が資源2をロックして資源1を待つと，どちらも永遠に進めなくなります。これがデッドロックです。

• 見つけ方：誰が誰を待っているかを矢印で表した待ちグラフを作り，矢印が輪（閉路）になっていればデッドロックです
• 防ぎ方：全てのトランザクションで資源（レコード）をロックする順番をそろえる。同じ順番で取り合えば，輪ができません

ロックを取る段階と外す段階を分ける2相ロッキングは，同時に動かしても順番に動かしたのと同じ結果を保証しますが，デッドロックは防げません。

ACID 特性

トランザクションが満たすべき4つの性質を，頭文字をとって ACID 特性と呼びます。

隔離性を高く（ロックを厳しく）するほど不整合なデータを読むことは減りますが，待ちが増えて，単位時間に処理できるトランザクションの数も減ります。

試験での問われ方

当サイトが収録している午前の問題のうち，排他制御・ロック・デッドロック・ACID などの語が出てくるのは26問です。 午前Ⅰが4割ほどで，システムアーキテクト・ITサービスマネージャの午前Ⅱがそれに続きます。型ごとに数えると次のとおりです。

• デッドロック（9問）。防ぐ方法（「資源獲得の順序を両方のタスクで同じにする」，2問。 バッチ処理なら「複数レコードを更新するときにロックを掛ける順番を決めておき，全てのバッチ処理がこれに従って処理するように設計する」）， 検出に使うデータ構造（待ちグラフ），待ちグラフや処理の表からデッドロックの起きる時点を読み取る問題です。
• 排他制御とロック（8問）。同時更新で矛盾を生じさせないための技法（排他制御），変更消失の具体例， 共有ロックと専有ロックの関係（「X が A 表内の特定行 a に対して共有ロックを獲得しているときは，Y は A 表に対して専有ロックを獲得することができない」）， 隔離性の水準を高めたときの影響，2相ロッキングで起こり得る現象（デッドロック），レースコンディションなどです。
• ACID 特性（6問）。原子性の説明（「トランザクション内の処理は，全てが実行されるか，全てが取り消されるかのいずれかである」など，4問）， 一貫性の説明，ACID 特性に含まれないもの（可用性）です。
• このほか，WAL や並列処理の流れ図の問題（3問）の選択肢に出てきます。

出題された過去問（26問）

リンク先の年度ページで，問題と解説を読めます。

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