排他制御の基礎の基礎
はじめに システムに存在するリソースには同時にアクセスしてはいけないものが多々あります。身近な例を挙げると、Ubuntuのパッケージ管理システムのデータベースがあります。aptコマンドの動作によってこのデータベースは更新されるのですが、同時に2つ以上のaptが動作できたとすると、データベースが破壊されてシステムが危機的状況に陥ります。 このような問題を避けるために、あるリソースに同時に1つの処理しかアクセスできなくする排他制御というしくみがあります。排他制御はOSが提供する重要な機能の一つです。 排他制御が必要なケース 排他制御は直感的ではなく非常に理解が難しいのですが、ここでは比較的理解が簡単なファイルロックというしくみを使って説明します。説明には、あるファイルの中身を読みだして、その中に書いてある数字に1を加えて終了するincというという単純なプログラムを使います。
トランザクション分離レベルについての教養があったほうがこの記事の内容を理解しやすいため，必要に応じてまず以下を参照されたい。 背景 以前， Qiita で以下の記事を投稿した。今回の議題に直接的な関係はないが，関連している部分があるため引用する。 MySQL/Postgres とも， MVCC アーキテクチャの恩恵で， SELECT と UPDATE は基本的には競合しない。 単一レコードのシンプルな UPDATE でも排他ロックされ，排他ロック中のレコードへの UPDATE での変更操作は トランザクション分離レベルによらず ブロックされる。UPDATE 文に含まれる WHERE 句での検索もブロックされ，これはブロックされない SELECT による検索とは別扱いになる。 但し UPDATE 文の WHERE 句上で，更新対象をサブクエリの SELECT から自己参照している場合は例外。
弊社では GitHub のレポジトリ管理に Terraform GitHub provider を使用しています。 いちいち手元で terraform plan や terraform apply を叩くのは面倒なので、 GitHub Actions を利用することを考えました。 tf ファイルと現実のリソースとの不整合を避けるために、 これらのコマンドは排他的に実行する必要があります。 例えば terraform apply を実行している最中に terraform plan を実行することはできません。 ここで問題になってくるのが GitHub Actions のジョブ並列数です。 2020-12-30 現在、GitHub Actions は同時に 20 並列まで実行可能ですが、逆に並列数を制限できないという贅沢な悩みがあります。 一応 Matrix Build の並列数を制限するオプ
並行・並列プログラミングと同期・排他制御とイミュータブル性の話〜その1「背景: クロック周波数の停滞とコア数の増加」 - Qiita
大学の授業で講義資料を作ったので，Qiitaにも展開しておきます． 背景: クロック周波数の停滞とコア数の増加 コンピュータはクロック周波数に同期して計算をします．おおむね1秒間にクロック周波数の数で示されるだけの数の機械語命令を実行できると考えると良いです．たとえばクロック周波数が1GHzであれば，1GHz=1,000MHz=1,000,000(百万)kHz=1,000,000,000(10億)Hzですので，1秒間に1,000,000,000(10億)個の機械語命令を実行できるというような感じです．もちろんこれは概算です． いわゆるヘネパタ本(J. L. Hennessy & D. A. Patterson: Computer Architecture: A Quantitative Approach, 6th edition. Morgan Kaufmann, 2017; 邦訳 中條・
排他制御とは 共有資源（データやファイル）に対して複数のアクセスが見込まれる場合に、同時アクセスにより不整合が発生することを防ぐため、あるトランザクションが共有資源（データやファイル）にアクセスしている時は他トランザクションからはアクセスできないようにして直列に処理されるように制御すること。 ■同時アクセスによる不整合の例 ■排他制御をすることで整合性を保つ 排他制御の方式 排他制御の実現方式はいくつか存在するが、ここでは代表的な楽観ロック（楽観的排他制御）と悲観ロック（悲観的排他制御）を紹介する。 楽観ロック（楽観的排他制御） 楽観ロックとは、めったなことでは他者との同時更新は起きないであろう、という楽観的な前提の排他制御。データそのものに対してロックは行わずに、更新対象のデータがデータ取得時と同じ状態であることを確認してから更新することで、データの整合性を保証する方式。楽観ロックを使用
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排他制御のためだけに Redis 渋々使ってませんか？データベース単独でアドバイザリーロックできるよ！
排他制御を行う GitHub Action を作った
排他制御（楽観ロック・悲観ロック）の基礎 - Qiita