予約システムの排他制御とは？仕組みを徹底解説！

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予約システムの排他制御って何？

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排他制御という技術がありますが、ご存じでしょうか。排他制御は予約システムでも重要な役割を果たします。

そこで今回は、予約システムにおける排他制御の仕組みを詳しく解説しましょう。

排他制御とは？

まずは、排他制御について説明します。

一つのプロセスだけがデータ操作できるようにする仕組みのこと

排他制御とは、一つのプロセスだけがデータ操作をできるようにする仕組みのことです。

複数のプロセスが同時に一つのデータを操作できるようにしておくと、データの内容に問題が生じることがあります。整合性がとれなくなって、混乱の元です。

そのような混乱を防ぐのが排他制御です。

排他制御はなぜ重要なのか？

排他制御は非常に重要な技術ですが、その理由を考えてみましょう。

データの整合性確保

排他制御が重要なのはデータの整合性確保ができるからです。

わかりやすい例を挙げてみましょう。あるデータに対して、複数のプロセスで同時に更新作業をしたとします。

その結果、どの更新内容が適用されたのか分からなくなる場合があります。

データが入れ違いになってしまい、整合性がとれなくなるのです。

ここで排他制御が適用されれば、一つのプロセスがデータ更新をしている間は他のプロセスは入り込むことができません。

そうなれば、データの整合性・一貫性が保たれることになるでしょう。

並行処理の問題を解決できる

複数のプロセスが同時にデータ処理を行う場合、メモリやディスク領域などのリソースを共有することになります。

しかし、共有ということになると、競合状態により性能が大きく劣化することがあるのです。

その点、排他制御を実行していれば、各プロセスのリソースへのアクセスを抑えることができるので、並行処理における問題が生じにくくなっています。

システムが安定する

データの同時処理を防ぎ、リソースへの同時アクセスを制御する排他制御によりシステムが安定化します。

複数プロセスの同時進行では、データの整合性も取れなくなり、システムが思わぬ誤作動やトラブルを起こすことがあります。

しかし、排他制御ができるようにしていれば、そのような事態は防ぎやすくなるでしょう。

排他制御の種類

排他制御には次のような種類があります。

• ロック
• ミューテックス
• セマフォ

ロックはデータにロックを掛けて同時処理させない方法です。

ミューテックスとは使用中のデータにアクセスさせない方法。あるプロセスがデータを使用している間は、他のプロセスは処理できません。未使用になって初めてアクセスできます。

スマフォはアクセスできる数を制御する方法。セマフォが「2」の場合、一つのデータに二つのプロセスがアクセスできます。それ以外のプロセスはアクセスできません。

セマフォが「1」の場合は、使用している人だけしかアクセスできませんから、ミューテックスと同じです。

予約システムにおける排他制御

予約システムにおける排他制御の意味と役割を考えてみましょう。

ダブルブッキングを防げる

予約システムに排他制御を実行できるようにしておくと、ダブルブッキングを防げます。

同じ予約時間に複数のプロセスからアクセスできるようになっていると、同時予約（ダブルブッキング）が行われる可能性も高まります。

Aさんが予約した時間にBさんも予約してしまうというケースも考えられます。

しかし、排他制御が機能していれば、一つの予約時間にアクセスできるのは一つのプロセスだけですから、ダブルブッキングが起こりえません。

予約の混乱を防げる

排他制御により、予約の混乱を防げます。

排他制御が行われていない予約システムでは、次のようなケースが発生しやすいです。

• 最初に予約したAさんの内容だけが残る
• 次に予約したBさんの予約だけが残る
• Aさんの予約もBさんの予約も残る

これではどの予約が正しいのか見分けがつきません。お店側として対応が間違ってしまったり、両方の予約に対応しなければいけなくなったり、とても困るものです。

このような混乱は予約システムの排他制御で防げます。

先着優先で解決できる

予約システムの排他制御では、先に予約した方が優先されます。

後でアクセスした人は予約枠に入れません。先着優先で解決するのにぴったりなのが排他制御です。

正確な予約状況を確認できる

排他制御を行っている予約システムを利用すれば、正確な予約状況を確認できます。予約の取り間違いなども起きません。

排他制御が十分機能してない場合は別ですが、普通は最初にアクセスした人から予約されていくので、状況確認に支障は生じないでしょう。

予約トラブルを防げる

排他制御の副次的な効果になりますが、予約トラブルを防げます。

予約がされないのに予約枠が埋まったり、予約していない顧客に対して請求が行ったりすることがなくなるからです。

排他制御では一つの予約枠に対して一つのプロセスがアクセスできますが、こうして取得した予約は確実です。

他の人が入りようもないし、予約していないのに予約したことになることもありません。

予約トラブルを防ぐという点では、排他制御は大いに役立ちます。

顧客が安心して予約できる

排他制御が行われている予約システムなら、顧客が安心して予約ができます。

もちろん顧客側で排他制御が組み込まれているか確認するわけではありませんが、ダブルブッキングや予約の混乱が一度もないお店なら、信用できるでしょう。以降の予約を取るときも、何の心配もありません。

予約システムで排他制御を行う場合の注意

便利な排他制御という技術ですが、予約システムで行う場合、いくつか注意しておいた方がいいことがあります。

どのようなことか、以下にまとめてみましょう。

デッドロック

デッドロックとは膠着状態のことですが、排他制御ではお互いがロック解除待ち状態になり、それ以上処理ができなくなることを意味します。

デッドロックを回避するためには、次のようなことを行ってください。

• データのロック順序を決める
• 不必要なロックは掛けない
• データ全体ではなく、更新部分の行だけロックする

機能が不具合になることがある

予約システムの排他制御機能が何らかの原因により不具合を起こすことがあります。

そうなると、正しく機能せず、ダブルブッキングなどが起きてしまうことがあります。

もし異常があるようだと検知したら、すぐにシステム会社に連絡して、対処してもらいましょう。

予約システムにおける排他制御の実行例

予約システムによる排他制御の実行例を紹介しましょう。最初は電車の座席予約システムの例です。

電車の座席予約では、別々の人に同じ時間帯の同じ座席を予約させるわけにはいきません。

それではどちらかが座れなくなってしまうでしょう。

そこで排他制御を導入するのですが、ここでは一人の人が座席予約をする場合にデータがロックされ、他の人は予約できなくなります。

そして、席の状況を確認するために、データを書き込む処理と読み込む処理を一つの処理としてまとめます。

この間は、他の人がデータの書き込み、つまり予約取得ができないようになります。

結果として、ダブルブッキングが回避され、最初に予約した人に座席が割り当てられるのです。

次はホテルの例。以前、嵐のコンサートでホテルのオーバーブッキングが問題になったことがありましたが、このケースなどは排他制御が適切に稼働していれば防げることでした。

ホテルでは同じ時間帯に同じ客室に複数の予約グループを入れるわけにはいきません。

そこで、排他制御により最初のグループが予約システムに書き込んでいる間は、別のグループが同じ部屋に同時予約できないようにしています。これで同時利用が防げるのです。

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