令和5年度 秋期 データベーススペシャリスト試験 午前Ⅱ 問5 2相コミットプロトコル

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本記事はGeminiの出力をプロンプト工学で整理した業務ドラフト（未検証）です。

令和5年度 秋期 データベーススペシャリスト試験 午前Ⅱ 問5 2相コミットプロトコル

分散データベースの整合性を保つ2相コミットプロトコルの動作プロセスと、主サイト・従サイト間の決定ルールを問う問題です。

【問題】

分散データベースシステムにおいて、2相コミットプロトコルを用いてトランザクションを同期制御する。主サイト（コーディネーター）が全従サイト（コホート）にコミットの準備（Prepare）を要求した後の動作として、適切なものはどれか。

ア 一部の従サイトから否決（VOTE_ABORT）の応答を受け取った場合でも、過半数の従サイトから合意（VOTE_COMMIT）の応答があれば、主サイトはコミットを決定する。 イ すべての従サイトから合意（VOTE_COMMIT）の応答を受け取った場合、主サイトはコミットを決定し、全従サイトへコミット指示（GLOBAL_COMMIT）を送信する。 ウ 従サイトは、主サイトからの準備要求を受信した時点で、ローカルなコミット処理を完全に完了させてから合意応答を返信する。 エ 準備要求送信後、特定の従サイトからの応答が一定時間内にない場合、主サイトは通信障害とみなし、単独でコミットを強行する。

【解説】

2相コミットプロトコル（Two-Phase Commit Protocol: 2PC）は、分散データベース環境において、複数のノード（サイト）にまたがるトランザクションの原子性（Atomicity：すべて実行されるか、全く実行されないかのどちらかである性質）を保証するためのプロトコルです。

このプロトコルは、以下の2つのフェーズ（相）に分かれて実行されます。

1. 第1相：投票フェーズ（Prepare Phase）

主サイト（調整者）がすべての従サイト（参加者）に対し、コミットの準備が可能かどうかの問い合わせ（Prepare）を送信します。 各従サイトは、自身のローカルな更新処理が問題なく完了できる状態（ログの書き出し完了など）であれば「合意（VOTE_COMMIT）」、不可であれば「否決（VOTE_ABORT）」を主サイトに応答します。

2. 第2相：決定フェーズ（Commit Phase）

主サイトは、すべての従サイトからの応答を回収し、次のルールに基づいて最終決定を下します。

  • 全員が「合意」の場合：主サイトはコミットを決定し、全員に「コミット指示（GLOBAL_COMMIT）」を送ります。

  • 1つでも「否決」または「タイムアウト（無応答）」がある場合：主サイトはロールバックを決定し、全員に「ロールバック指示（GLOBAL_ABORT）」を送ります。

sequenceDiagram
    autonumber
    Participant Coordinator as 主サイト
    Participant Cohort as 従サイト
    Note over Coordinator, Cohort: Phase 1 (Prepare Phase)
    Coordinator ->> Cohort: Prepare
    Note over Cohort: Check local state
    Cohort -->> Coordinator: VOTE_COMMIT
    Note over Coordinator, Cohort: Phase 2 (Commit Phase)
    Note over Coordinator: Decision (All Yes)
    Coordinator ->> Cohort: GLOBAL_COMMIT
    Note over Cohort: Execute commit
    Cohort -->> Coordinator: ACK

【選択肢の吟味】

選択肢 判定 解説
ア 誤り 2相コミットでは、1サイトでも否決（VOTE_ABORT）を返した場合は、過半数に関わらず全体をロールバック（GLOBAL_ABORT）します。
イ 正解 すべての従サイトから合意（VOTE_COMMIT）を得られた場合にのみ、主サイトはコミットを決定し、GLOBAL_COMMITを送信します。
ウ 誤り 準備要求（Prepare）の段階では、従サイトはコミットできる状態にする（ログへの記録など）だけであり、最終指示があるまでコミットは完了しません。
エ 誤り 応答が一定時間ない（タイムアウト）場合、主サイトは障害とみなして「ロールバック（GLOBAL_ABORT）」を指示します。強行コミットは行いません。

【ポイント】

  • 全員一致が原則：1つでも否決やタイムアウトがあれば、全体がロールバックされる（All or Nothingの徹底）。

  • 2段階のフェーズ：第1相で「準備（Prepare）と合意（Vote）」、第2相で「最終決定（Commit / Abort）」。

  • 主従の役割：主サイト（コーディネーター）が全体の合否を判定し、従サイト（コホート）は自サイトの成否を返す。

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