中嶋悟
名前：中嶋 悟（なかじま さとる） ニックネーム：サトルン 年齢：28歳 性別：男性 職業：会社員（IT系メーカー・マーケティング部門） 通勤場所：東京都千代田区・本社オフィス 通勤時間：片道約45分（電車＋徒歩） 居住地：東京都杉並区・阿佐ヶ谷の1LDKマンション 出身地：神奈川県横浜市 身長：175cm 血液型：A型 誕生日：1997年5月12日 趣味：比較記事を書くこと、カメラ散歩、ガジェット収集、カフェ巡り、映画鑑賞（特に洋画）、料理（最近はスパイスカレー作りにハマり中） 性格：分析好き・好奇心旺盛・マイペース・几帳面だけど時々おおざっぱ・物事をとことん調べたくなるタイプ 1日（平日）のタイムスケジュール 6:30 起床。まずはコーヒーを淹れながらニュースとSNSチェック 7:00 朝食（自作のオートミールorトースト）、ブログの下書きや記事ネタ整理 8:00 出勤準備 8:30 電車で通勤（この間にポッドキャストやオーディオブックでインプット） 9:15 出社。午前は資料作成やメール返信 12:00 ランチはオフィス近くの定食屋かカフェ 13:00 午後は会議やマーケティング企画立案、データ分析 18:00 退社 19:00 帰宅途中にスーパー寄って買い物 19:30 夕食＆YouTubeやNetflixでリラックスタイム 21:00 ブログ執筆や写真編集、次の記事の構成作成 23:00 読書（比較記事のネタ探しも兼ねる） 23:45 就寝準備 24:00 就寝
mutexとsemaphoreの違いを徹底解説する基礎講座
並行プログラムの世界には同時に複数の作業が走ることがあります。そんなときデータの整合性を保つために使われるのがmutexとsemaphoreです。ここではまず用語の意味を整理します。mutexは英語の Mutual Exclusion の略で、日本語では「相互排他」と呼ばれます。つまり資源を一度に一人だけ使えるようにロックする仕組みです。あるスレッドが資源を取得している間は、別のスレッドは待つか、別の資源を使うかの選択になります。mutexを使う大きな理由は競合状態を避け、データの更新が乱れないようにすることです。
一方でsemaphoreは「信号のカウント」を使って複数のスレッドを管理します。初期カウントが例えば3なら、同時に3つの資源が利用可能で、4人目は待たされます。semaphoreは資源の総数を管理する仕組みであり、必ずしも特定のスレッドが解放する必要はありません。
この二つの根本的な違いは「資源の独占 vs 資源の共有数の管理」です。 mutexは単位資源の所有権を明確にして、同じ資源を取り合う混乱を避ける設計です。シンプルに言えば「誰が先に資源を使うか」を決める鍵」がmutex、「今いくつ資源が使われていて、あと何つ使えるか」を数える鍵」がsemaphoreという理解でOKです。
実世界の例で見るmutexとsemaphoreの使い分け
日常の身近な例でイメージを作ると理解が深まります。例えば、教室の黒板を使うとき、黒板は一度に一人の先生だけが書くことを許されるとします。これがmutexの概念に近い部分です。誰かが黒板を使っている間は他の先生は待つか、別の準備をするか、別の教室の黒板を使います。ここで「誰が先に黒板を使うか」を制御するのがmutexです。
一方、体育館の出入り口を想像してください。出入り口にはゲートがあり、連続して3人が入れます。3人が入ればゲートは閉まり、それ以上の人は順番待ちです。これがsemaphoreのイメージです。出入り口のカウントを管理して、同時に入れる人数を調整します。
この違いをコードで表すとき、mutexは「この部分は一人だけが実行できる」という所有感を伴うロックとして働き、解放は同じスレッドが行います。一方でsemaphoreは「今この資源がいくつ使われているか」を数え、解放も解放したい人が行います。実務では次のような使い分けが多いです。排他制御が必要な場面はmutexを使用、同時に複数のリソースを扱う場面はsemaphoreを使用、という基本ルールを覚えておくと良いです。以下の表でも違いを整理しておくと頭に入りやすいです。
上の表を見れば、mutexは「誰が先に資源を取るか」を厳格に決め、semaphoreは「いくつの資源が今使われているか」を動的に追跡します。実装の際はデッドロックと優先度の問題に気をつける必要があり、使い方を間違えるとプログラム全体の動作が止まってしまいます。
また、再入可能性（同じスレッドが同じ mutex を何度も取得して解放できるかどうか）も重要なポイントです。再入可能でない mutex を使うと、同じスレッドが再度取得してしまい、デッドロックの原因になることもあります。
セマフォの初期カウントの設定は設計の肝です。初期値を誤ると、起動時に全てのスレッドが待機してしまい、アプリが起動するまで待ち状態が続くなどの問題が出ます。
mutex という言葉を友達と公園の待ち列で例えると、並ぶ順番を決める“順番管理係”が mutex です。1人だけ先に進む権利を渡して、他の人は待つ。あるいは同じ列を複数の人が同時に向こうではなく、順番待ちの列にいる状態を作らないことも mutex の役割です。これをプログラミングに落とすと、資源を使っている間は他の処理が同時に走れない状態になります。面白いのは「誰が解放するか」のルールです。mutex は解放権を持つのがロックを取得したスレッドに限定されることが多く、これが安全性を高めているのです。ところで、現場では再入可能性という言葉がよく出ます。自分が同じ mutex を何度も獲得してしまうと、解放できずに待ち状態が続くことがあります。こうした細かい挙動を理解すると、バグを減らせます。
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