先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「先生、データベースで“排他制御（ハイタセイギョ）”って聞いたんですが、何をするものなんですか？」

先生

「排他制御は、複数の人やプログラムが同じデータに同時にアクセスするときに、データが壊れないように管理する仕組みのことです。」

生徒

「えっ？データが壊れるってどういうことですか？」

先生

「例えば、2人が同時に同じ在庫データを更新しようとしたとき、順番を管理しないと“二重更新”や“データの不整合”が起きるんです。排他制御は、それを防ぐための大切な仕組みなんですよ。」

生徒

「なるほど！つまりデータの“取り合い”を防ぐ感じですね？」

先生

「そうそう！では、もう少し具体的に仕組みを見ていきましょう。」

1. 排他制御（ハイタセイギョ）とは？

排他制御とは、データベース（Database／データベース）に複数のユーザーやプログラムが同時にアクセスしたときに、同じデータが同時に変更されないようにする仕組みです。英語では「Exclusive Control（エクスクルーシブコントロール）」とも呼ばれます。

例えば、在庫を管理するシステムで「商品Aの在庫を1減らす」操作を、複数の人が同時に行うと、正しく在庫が反映されないことがあります。排他制御を行うことで、「他の人が処理を終えるまで待つ」というルールが適用され、データの整合性（セイゴウセイ）を保てるのです。

2. 排他制御が必要な理由

データベースでは、多くの人が同時にデータを操作します。もし排他制御がなければ、次のような問題が起きる可能性があります。

二重更新（ニジュウコウシン）：同じデータを複数のトランザクション（Transaction／トランザクション）が同時に書き換えて、結果が意図しない値になる。
読み取り不整合（ヨミトリフセイゴウ）：片方がデータを更新している途中に、もう片方が古いデータを読んでしまう。
整合性崩壊（セイゴウセイホウカイ）：複数の操作が中途半端に実行され、データの辻褄（ツジツマ）が合わなくなる。

こうしたトラブルを防ぐために、排他制御が欠かせません。

排他制御は、主に「ロック（Lock）」という仕組みで実現されます。ロックは、データを一時的に“使用中”として他のトランザクションのアクセスを制限する方法です。

共有ロック（Shared Lock／シェアードロック）：データを読み取るときに使われます。他のユーザーも同時に読み取ることはできますが、書き込みはできません。
排他ロック（Exclusive Lock／エクスクルーシブロック）：データを更新するときに使われます。このロックがかかっている間は、他のユーザーは読み取りも書き込みもできません。

つまり、「共有ロック」は“みんなで読むけど書けない”状態、「排他ロック」は“自分だけ使う”状態と考えると分かりやすいです。

ロックの粒度とは、「どの範囲をロックするか」を示す概念です。データベースでは、必要に応じてロックの範囲を変えることで、効率を調整します。

システムによっては、自動的に適切なロック範囲を選択する機能もあります。

排他制御を使うときに注意しなければならないのが「デッドロック」です。これは、2つ以上のトランザクションが互いにロックを取り合って、永久に待ち続ける状態のことです。

例えば、トランザクションAがデータXをロックしてYを待ち、同時にトランザクションBがYをロックしてXを待っていると、どちらも進めなくなります。

これを防ぐには、ロックの取得順序を統一する、タイムアウト（一定時間で解除）を設定するなどの工夫が必要です。

排他制御には大きく分けて「悲観的ロック（ヒカンテキロック）」と「楽観的ロック（ラクカンテキロック）」という2つの考え方があります。

悲観的ロック（Pessimistic Lock）：データの競合が起こる前提で、早めにロックをかけて他の処理を待たせる方法。安全性が高い反面、待ち時間が長くなりがち。
楽観的ロック（Optimistic Lock）：競合はあまり起きないと仮定し、更新時にデータが変わっていないかを確認する方法。スピード重視のシステムに向いています。

例えば、アクセスが多いSNS（エスエヌエス）やECサイトでは、処理の高速化を優先して楽観的ロックが使われることもあります。