エンベデッドシステムスペシャリスト 2023年 午前2 問06

セマフォの取得順序とデッドロック【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. タスクごとのセマフォ取得順序を確認します。
   • X：iを取得してからoを取得
   • Y：oを取得してからiを取得
2. 取得順序が逆なので、片方がi、もう片方がoを保持する状況があると、互いに相手のセマフォを待つ可能性があります。
3. Xがiを取得した後、oを取得する前にYへ切り替わる位置を探します。
4. その位置に当たるのが処理Bです。Yがoを取得してからiを待ち、Xがoを待つことでデッドロックになります。

選択肢別の誤答解説

• ア：処理A
  Xはまだiもoも取得していません。Yはoとiを取得して処理し、解放できます。Xが保持するセマフォをYが待つ状況にはならないため、デッドロックは発生しません。
• イ：処理B
  Xはiを保持していますが、oはまだ取得していません。Yがoを保持したままiを待ち、Xがiを保持したままoを待つため、デッドロックが発生します。
• ウ：処理C
  Xはすでにiとoの両方を取得しています。Yはoを取得できず待ち状態になりますが、Xは資源待ちではないので処理を続け、セマフォを解放できます。したがってデッドロックにはなりません。
• エ：処理D
  Xは装置へのアクセス後、セマフォを解放する処理へ進みます。Yがoを待っていても、Xはoを解放できるため、待ち状態の連鎖は解消されます。

よくある誤解

• セマフォの取得順序が異なるだけで、必ずデッドロックするわけではありません。互いに相手の保持するセマフォを待つ状態が成立するかがポイントです。
• 優先度の高いYが実行された時点で、Xが永久に実行されないと考えるのは誤りです。問題文の条件では、Yが資源待ちになるとXが実行状態に戻ります。
• Xがセマフォを一つだけ保持している場合だけでなく、Yが別のセマフォを保持していることも確認します。デッドロックには、相互待ちの状態が必要です。

補足コラム

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