2020年7月 – サイゼントの技術ブログ

2020年7月31日

Windows環境でツールを入れずにMySQLのUTF-8の日本語項目を操作する

Windows環境でMySQLを使う場合、UTF-8の日本語項目の操作が難しいです。
というのも、コマンドプロンプトでMySQLを操作する場合、chcpコマンドでコードをUTF-8(65001)に設定してしまうと日本語が扱えなくなってしまうためです。
（コマンドプロンプトでUTF-8に設定した場合、レジストリで設定変更しない限り日本語のフォントを使えなくなってしまう。日本語を入力することができず、出力時も文字化けする。）

ツールを入れればこの問題は解消するのですが、ツールを入れるのが面倒な場合は、UTF-8で書かれたテキストファイル（.sql）とバッチファイル（.bat）を組み合わせることで日本語項目を操作することができます。
以下、日本語項目をinsert・selectする例です。mysql.exeへのパスは通っているものとします。

【前提】

・データベースのユーザとパスワード

ユーザ　　：root
パスワード：root

・データベース名（スキーマ名）

sample

・対象テーブル（DDL）

create table user
(
user_id CHAR(4) NOT NULL,
user_name VARCHAR(10) NOT NULL,
password VARCHAR(10) NOT NULL,
PRIMARY KEY (user_id)
);

create table user

(

user_id CHAR(4) NOT NULL,

user_name VARCHAR(10) NOT NULL,

password VARCHAR(10) NOT NULL,

PRIMARY KEY (user_id)

);

【insertする例】

・Insert.sql

use sample;
insert into user values("0001","hoge","hogefuga");
insert into user values("0002","miku","mikunegi");
insert into user values("0003","日本人","nihongo");

use sample;

insert into user values("0001","hoge","hogefuga");

insert into user values("0002","miku","mikunegi");

insert into user values("0003","日本人","nihongo");

・Insert.bat

mysql -uroot -proot ＜ Insert.sql

1	mysql -uroot -proot ＜ Insert.sql

・バッチファイルをダブルクリックした結果

userテーブルにデータが挿入される。日本語項目も正しく挿入される。
（後のselect結果で確認する）

【selectする例】

・Select.sql

use sample;
select * from user into outfile "C:/tmp/hoge.txt";

1 2	use sample; select * from user into outfile "C:/tmp/hoge.txt";

・Select.bat

mysql -uroot -proot ＜ Select.sql

1	mysql -uroot -proot ＜ Select.sql

・バッチファイルをダブルクリックした結果

C:\tmp\hoge.txt に下記のように出力される。
（出力ファイルはtab区切り・改行コード\n）

0001	hoge	hogefuga
0002	miku	mikunegi
0003	日本人	nihongo

0001 hoge hogefuga

0002 miku mikunegi

0003 日本人 nihongo

いかがでしたでしょうか。

自宅PCで立てた環境での話を記事化したものですが、まさかコマンドプロンプトでUTF-8の日本語のフォントが扱えないとは思いませんでした。
Windows環境なのであれば、初めからShift-JISで実装した方が楽かもしれません。

2020年7月24日

C#：セマフォを用いた排他制御

排他制御の仕組みとして先日Mutexを取り上げました。
今回は、同じく排他制御で使われるセマフォについて取り上げます。

セマフォがMutexと異なる点は、複数のプロセス・スレッドが資源を取得することができることです。
セマフォのコンストラクタで初期で解放する資源数や、解放できる資源の最大数を指定します。
WaitOne関数で資源取得待ちを行い、Release関数で資源解放を行います。Release関数の引数で資源解放数を指定することもできます。
（ただし、最大数を超える資源を開放するとSemaphoreFullExceptionとなるので注意が必要です）

セマフォは、同時に動くスレッド数を制限したいような重い処理がある時によく使われます。

以下は、セマフォを用いて同時に動くスレッド数を制限するサンプルです。

【サンプルコード】

・Controller.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
namespace Controller
{
    internal class Controller
    {
        public static void Main(string［］ args)
        {
            using(Semaphore sem = new Semaphore(0, 2, "semaphore"))
            {
                Console.WriteLine(DateTime.Now + 
                    "：セマフォを作りました。" + 
                    "初期で解放０個、最大で２つまで解放します。");
                Thread.Sleep(2000);
                sem.Release(2);
                Console.WriteLine(DateTime.Now + 
                    "：準備ができたので、セマフォを２つ解放しました。");
                Thread.Sleep(10000);
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.Threading;

namespace Controller

{

internal class Controller

{

public static void Main(string［］ args)

{

using(Semaphore sem = new Semaphore(0, 2, "semaphore"))

{

Console.WriteLine(DateTime.Now +

"：セマフォを作りました。" +

"初期で解放０個、最大で２つまで解放します。");

Thread.Sleep(2000);

sem.Release(2);

Console.WriteLine(DateTime.Now +

"：準備ができたので、セマフォを２つ解放しました。");

Thread.Sleep(10000);

}

Console.ReadLine();

}

・Processor.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
namespace Processor
{
    internal class Processor
    {
        public static void Main(string［］ args)
        {
            const int N = 3;
            Parallel.For(0, N, id =＞ // id0～2のスレッドを生成
            {
                Semaphore sem;
                if (Semaphore.TryOpenExisting("semaphore", out sem))
                {
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：セマフォ解放待ち。");
                    sem.WaitOne();
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：セマフォ取得しました。処理開始します。");
                    Thread.Sleep(2000);
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：処理終了しました。");
                    sem.Release();
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：セマフォが見つかりません。");
                }
            });
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.Threading;

namespace Processor

{

internal class Processor

{

public static void Main(string［］ args)

{

const int N = 3;

Parallel.For(0, N, id =＞ // id0～2のスレッドを生成

{

Semaphore sem;

if (Semaphore.TryOpenExisting("semaphore", out sem))

{

Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now +

"：セマフォ解放待ち。");

sem.WaitOne();

Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now +

"：セマフォ取得しました。処理開始します。");

Thread.Sleep(2000);

Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now +

"：処理終了しました。");

sem.Release();

Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now +

"：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。");

}

else

{

Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now +

"：セマフォが見つかりません。");

}

});

Console.ReadLine();

}

【実行用バッチ】

・test.bat

@echo off
echo 最大で２つのスレッドしか動かないようにするサンプルです。
echo 同時に動くスレッド数を制限したい重い処理がある時に使えます。
C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Controller.cs
C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Processor.cs
start Controller.exe
timeout 1
start Processor.exe
pause
exit

@echo off

echo 最大で２つのスレッドしか動かないようにするサンプルです。

echo 同時に動くスレッド数を制限したい重い処理がある時に使えます。

C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Controller.cs

C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Processor.cs

start Controller.exe

timeout 1

start Processor.exe

pause

exit

【実行結果】

・test.bat

最大で２つのスレッドしか動かないようにするサンプルです。
同時に動くスレッド数を制限したい重い処理がある時に使えます。
Microsoft (R) Visual C# Compiler version 4.7.3062.0
for C# 5
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.

This compiler is provided as part of the Microsoft (R) .NET Framework, but only supports language versions up to C# 5, w
hich is no longer the latest version. For compilers that support newer versions of the C# programming language, see http
://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=533240

Microsoft (R) Visual C# Compiler version 4.7.3062.0
for C# 5
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.

This compiler is provided as part of the Microsoft (R) .NET Framework, but only supports language versions up to C# 5, w
hich is no longer the latest version. For compilers that support newer versions of the C# programming language, see http
://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=533240


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最大で２つのスレッドしか動かないようにするサンプルです。

同時に動くスレッド数を制限したい重い処理がある時に使えます。

Microsoft (R) Visual C# Compiler version 4.7.3062.0

for C# 5

This compiler is provided as part of the Microsoft (R) .NET Framework, but only supports language versions up to C# 5, w

hich is no longer the latest version. For compilers that support newer versions of the C# programming language, see http

://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=533240

Microsoft (R) Visual C# Compiler version 4.7.3062.0

for C# 5

This compiler is provided as part of the Microsoft (R) .NET Framework, but only supports language versions up to C# 5, w

hich is no longer the latest version. For compilers that support newer versions of the C# programming language, see http

://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=533240

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・Controller.exe

2020/05/09 13:48:45：セマフォを作りました。初期で解放０個、最大で２つまで解放します。
2020/05/09 13:48:47：準備ができたので、セマフォを２つ解放しました。

1 2	2020/05/09 13:48:45：セマフォを作りました。初期で解放０個、最大で２つまで解放します。 2020/05/09 13:48:47：準備ができたので、セマフォを２つ解放しました。

・Processor.exe

ID0:2020/05/09 13:48:46：セマフォ解放待ち。
ID2:2020/05/09 13:48:46：セマフォ解放待ち。
ID1:2020/05/09 13:48:46：セマフォ解放待ち。
ID0:2020/05/09 13:48:47：セマフォ取得しました。処理開始します。
ID2:2020/05/09 13:48:47：セマフォ取得しました。処理開始します。
ID2:2020/05/09 13:48:49：処理終了しました。
ID0:2020/05/09 13:48:49：処理終了しました。
ID0:2020/05/09 13:48:49：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。
ID2:2020/05/09 13:48:49：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。
ID1:2020/05/09 13:48:49：セマフォ取得しました。処理開始します。
ID1:2020/05/09 13:48:51：処理終了しました。
ID1:2020/05/09 13:48:51：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。

ID0:2020/05/09 13:48:46：セマフォ解放待ち。

ID2:2020/05/09 13:48:46：セマフォ解放待ち。

ID1:2020/05/09 13:48:46：セマフォ解放待ち。

ID0:2020/05/09 13:48:47：セマフォ取得しました。処理開始します。

ID2:2020/05/09 13:48:47：セマフォ取得しました。処理開始します。

ID2:2020/05/09 13:48:49：処理終了しました。

ID0:2020/05/09 13:48:49：処理終了しました。

ID0:2020/05/09 13:48:49：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。

ID2:2020/05/09 13:48:49：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。

ID1:2020/05/09 13:48:49：セマフォ取得しました。処理開始します。

ID1:2020/05/09 13:48:51：処理終了しました。

ID1:2020/05/09 13:48:51：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。

いかがでしたでしょうか？

排他制御の仕組みとしてMutexを説明したので、ついでに代表的な方法の一つであるセマフォについても説明しました。
Mutexよりも使用頻度は少ないと思いますが、同時に動くスレッド数を制限するための書き方があるというのは覚えておいて損はないと思います。

2020年7月18日

趣味としてのプログラミングの楽しさ

こんにちは！
技術ブログで記事を書かせていただいている伊東です。

今回は一休みということで、趣味としてのプログラミングの楽しさについて語っていきたいと思います。

プログラミングが趣味と言うと、一握りのギーク（卓越した技術を持つコンピュータ好き）だけが楽しめる趣味なのではと思われるかもしれません（私もそう思ってました）が、そうではありません。初心者からでも楽しむことができる趣味です。
初心者でもブログ等で記事を発信することができますし、身の回りのことでちょっとしたプログラムを作ると便利になったりもします。

私の例ですが、以下のように休日もプログラミングを楽しんでいます。

１．ブログを通した情報発信

私は、このブログと、もう少し軽めの記事を扱う個人ブログの２つのブログを持っています。

個人ブログの方では、開発していてつまづいたエラーとその対処法を書くだけの簡単な記事も備忘録代わりに載せていますが、そのような記事にも他の記事と変わらないくらいのアクセス数が来ています。
エラーとその対処法を載せるだけなら初心者でもできます（むしろ初心者の方がそういった記事は書きやすいかもしれません）。
自分がつまづいた箇所は他の人もつまづく箇所なので需要はあります。
自分が書いた記事が他の人のためになると思うと、ブログを書くのが楽しくなります。

また、ある程度スキルを積むと、そのスキルをどう後進に伝えるのかが課題になりますし、自然に後進に伝えたくなる人も少なくないと思います。
スキルを伝える手段としては研修や現場での指導がありますが、研修では期間が決められていますし、現場では同じ現場に居る人にしかスキルを伝えられません。
しかし、ブログであれば、研修期間外でも、同じ現場に居なくても、それこそ社外の人にもスキルを伝えることができます。
これも他の人のためになることですし、ブログを書くモチベーションになると思います。
仮に誰も読まなかったとしても、誰かに読んでもらうことを前提に記事を書こうと思うと適当なことは書けないので、自ずと理解を深めるために勉強することになります。
これが、自分のスキルを更に伸ばす上で大事なことになります。

２．身の回りのプログラミング

身の回りのことで、ちょっとしたプログラムを作ると便利になることが少なくありません。
例えば、買い物（欲しい物や持っている物のリスト）やイベントの運営（抽選や集計）等でプログラムを作ると便利です。

私の場合は、趣味でオンラインのゲームのイベントの運営をすることがあり、そこで一緒に組む人の抽選や結果の集計をプログラム化しています。
プログラム化しているおかげで、早くてスムーズな運営ができておりますし、参加者の方々からも感謝されています。
抽選や集計をするだけなら初心者でも手が出せるのでお勧めです。

また、少しハードルは上がりますが、他の人も使うような機能であれば、ツールとして提供することもできます。
ツールとして提供すれば、自分と関わりのないゲームをしている方々に使ってもらえることもあり、広く貢献することができます。

ここまで趣味としてのプログラミングの楽しさについて語ってきましたが、一番大事なのは自分のPCに開発環境を入れることだと思います。
自宅のPCに開発環境が入ると色々試したくなると思います。
少なくとも私は、自宅に開発環境を入れてから、趣味でもプログラミングをしたいと自然に思うようになりました。

開発環境と言われると、開発業務用のすごいPCにすごい人が入れてくれるもの、という印象を持つかもしれませんが、そうではありません。
普通に量販店で売られているPCにも開発環境を入れることはできますし、開発環境を入れるための手順もWeb上に上がっています。
（初めて開発環境を入れるのであれば、Pleiades All in One の JDK(Java) の環境を入れるのがお勧めです）
プログラミングの経験や興味があるけど開発環境をまだ入れていないという方、是非とも入れてみて下さい！

2020年7月11日

C#：共有メモリで可変長データを繰り返し送受信する

共有メモリは、同一メモリ上で実行されるプロセス間でデータをやりとりする場合に使用する仕組みです。
通常、プロセスで確保しているメモリは他のプロセスから参照することができないのですが、プロセス間で予め共有メモリとして使用するメモリのアドレスを共有することで、そのメモリは他のプロセスから参照可能となります。
ファイル等を介したやりとりよりも高速なため、高速化が求められる時に使用することが多いです。

目的の一つが高速化のため、データが作成され次第次々と共有する、という使い方になることが多いと思います。
今回は、そのような使い方を想定して、可変長データを繰り返し送受信するサンプルプログラムを作成しました。
書き込んだデータのサイズを伝えること、共有メモリの読み取り位置をずらしていくことがポイントとなります。

なお、今回は省略していますが、本来であれば書き込み中の読み取りを防ぐため、Mutex等の排他制御の仕組みを併用するべきです。
（参考までに、Mutexについては前回の記事で取り上げています）

【サンプルコード】

・Sender.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO.MemoryMappedFiles;

namespace Sender
{
    class Sender
    {
        // 本当はMutex等で排他制御するべき
        static void Main(string［］ args)
        {
            // 共有メモリの作成("HelloWorld"という名前で1024バイトで定義)
            MemoryMappedFile mmf = 
                MemoryMappedFile.CreateNew("HelloWorld", 1024);
            
            // 書き込みオブジェクトの生成
            MemoryMappedViewAccessor mmva = mmf.CreateViewAccessor();

            // 書き込みオブジェクトの現在のバイト位置
            int i = 0;

            // 書き込み１回目
            // 共有メモリの状態
            // |int(オブジェクトの数)|char［］(Hello )|
            string str1 = "Hello ";
            char［］ data1 = str1.ToCharArray();
            mmva.Write(i, data1.Length);
            i = i + sizeof(int);
            mmva.WriteArray&lt;char>(i, data1, 0, data1.Length);
            i = i + sizeof(char) * data1.Length;
            System.Threading.Thread.Sleep(1000);

            // 書き込み２回目
            // 共有メモリの状態
            // |(１回目の内容)|int(オブジェクトの数)|char［］(World)|
            string str2 = "World";
            char［］ data2 = str2.ToCharArray();
            mmva.Write(i, data2.Length);
            i = i + sizeof(int);
            mmva.WriteArray＜char＞(i, data2, 0, data2.Length);
            i = i + sizeof(char) * data2.Length;
            System.Threading.Thread.Sleep(1000);

            // 書き込み３回目
            // 共有メモリの状態
            // |(１～２回目の内容)|int(オブジェクトの数)|char［］(!)|
            string str3 = "!";
            char［］ data3 = str3.ToCharArray();
            mmva.Write(i, data3.Length);
            i = i + sizeof(int);
            mmva.WriteArray＜char＞(i, data3, 0, data3.Length);
            i = i + sizeof(char) * data3.Length;
            System.Threading.Thread.Sleep(1000);

            // 書き込みオブジェクトの破棄
            mmva.Dispose();

            // 共有メモリの破棄
            mmf.Dispose();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.IO.MemoryMappedFiles;

namespace Sender

{

class Sender

{

// 本当はMutex等で排他制御するべき

static void Main(string［］ args)

{

// 共有メモリの作成("HelloWorld"という名前で1024バイトで定義)

MemoryMappedFile mmf =

MemoryMappedFile.CreateNew("HelloWorld", 1024);

// 書き込みオブジェクトの生成

MemoryMappedViewAccessor mmva = mmf.CreateViewAccessor();

// 書き込みオブジェクトの現在のバイト位置

int i = 0;

// 書き込み１回目

// 共有メモリの状態

// |int(オブジェクトの数)|char［］(Hello )|

string str1 = "Hello ";

char［］ data1 = str1.ToCharArray();

mmva.Write(i, data1.Length);

i = i + sizeof(int);

mmva.WriteArray<char>(i, data1, 0, data1.Length);

i = i + sizeof(char) * data1.Length;

System.Threading.Thread.Sleep(1000);

// 書き込み２回目

// 共有メモリの状態

// |(１回目の内容)|int(オブジェクトの数)|char［］(World)|

string str2 = "World";

char［］ data2 = str2.ToCharArray();

mmva.Write(i, data2.Length);

i = i + sizeof(int);

mmva.WriteArray＜char＞(i, data2, 0, data2.Length);

i = i + sizeof(char) * data2.Length;

System.Threading.Thread.Sleep(1000);

// 書き込み３回目

// 共有メモリの状態

// |(１～２回目の内容)|int(オブジェクトの数)|char［］(!)|

string str3 = "!";

char［］ data3 = str3.ToCharArray();

mmva.Write(i, data3.Length);

i = i + sizeof(int);

mmva.WriteArray＜char＞(i, data3, 0, data3.Length);

i = i + sizeof(char) * data3.Length;

System.Threading.Thread.Sleep(1000);

// 書き込みオブジェクトの破棄

mmva.Dispose();

// 共有メモリの破棄

mmf.Dispose();

}

・Receiver.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO.MemoryMappedFiles;

namespace Receiver
{
    class Receiver
    {
        // 本当はMutex等で排他制御するべき
        static void Main(string［］ args)
        {
            // 作成済み共有メモリ（"HelloWorld"）のオブジェクト生成
            MemoryMappedFile mmf = 
                MemoryMappedFile.OpenExisting("HelloWorld");
            
            // 読み込みオブジェクトの生成
            MemoryMappedViewAccessor mmva = mmf.CreateViewAccessor();

            // 読み込みオブジェクトの現在のバイト位置
            int i = 0;

            // 読み込み
            // オブジェクトの数が書き込まれていたらその分データを読む
            int size = 0;
            string str = "";
            while (!str.Equals("!"))
            {
                size = mmva.ReadInt32(i);
                if (size != 0)
                {
                    char［］ data = new char［size］;
                    i = i + sizeof(int);
                    mmva.ReadArray＜char＞(i, data, 0, data.Length);
                    str = new string(data);
                    Console.WriteLine(str);
                    i = i + sizeof(char) * data.Length;
                }
                System.Threading.Thread.Sleep(100);
            }
            
            // 読み込みオブジェクトの破棄
            mmva.Dispose();
            
            // コンソール表示を維持
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.IO.MemoryMappedFiles;

namespace Receiver

{

class Receiver

{

// 本当はMutex等で排他制御するべき

static void Main(string［］ args)

{

// 作成済み共有メモリ（"HelloWorld"）のオブジェクト生成

MemoryMappedFile mmf =

MemoryMappedFile.OpenExisting("HelloWorld");

// 読み込みオブジェクトの生成

MemoryMappedViewAccessor mmva = mmf.CreateViewAccessor();

// 読み込みオブジェクトの現在のバイト位置

int i = 0;

// 読み込み

// オブジェクトの数が書き込まれていたらその分データを読む

int size = 0;

string str = "";

while (!str.Equals("!"))

{

size = mmva.ReadInt32(i);

if (size != 0)

{

char［］ data = new char［size］;

i = i + sizeof(int);

mmva.ReadArray＜char＞(i, data, 0, data.Length);

str = new string(data);

Console.WriteLine(str);

i = i + sizeof(char) * data.Length;

}

System.Threading.Thread.Sleep(100);

}

// 読み込みオブジェクトの破棄

mmva.Dispose();

// コンソール表示を維持

Console.ReadKey();

}

【実行バッチ】

・test.bat

C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Sender.cs
C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Receiver.cs
start Sender.exe
timeout 1
start Receiver.exe
pause
exit

C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Sender.cs

C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Receiver.cs

start Sender.exe

timeout 1

start Receiver.exe

pause

exit

【実行結果】

・Receiverのコンソール

Hello
World
!

Hello

World

いかがでしたでしょうか。

今回は、共有メモリを用いたデータの受け渡しを紹介してみました。
記事ではjavaに書き方が近く理解しやすいC#で書きましたが、本当に性能が求められる場合はCやC++で書く場合が多いです。
しかし、その場合もロジックは同じなので、参考になるのではないかと思います。

2020年7月4日

C#：Mutexでの排他制御

排他制御の方法の一つとして、C#にはMutexと呼ばれる機能が用意されています。
何れか一つのスレッドがMutexによるロックを取得することができます。
他のスレッドによりロックが取得されている場合の処理を別途記述すれば、この機能を使用して排他制御が可能となります。

以下、サンプルコードです。

【サンプルコード】

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace MutexTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string［］ args)
        {
            using (Mutex mutex = new Mutex(false)) // 使い終わったらスレッド解放
            {
                const int N = 3;
                // id0…0.7秒目～1.7秒目に掴む
                // id1…1.4秒目から待機、1.7～2.7秒目に掴む
                // id2…2.1秒目から待機、2.6秒目に諦める
                Parallel.For(0, N, id =＞ // id0～2のスレッドを生成
                {
                    Thread.Sleep(id * 700);
                    // ロック取得、成功ならtrue
                    // 第一引数は待ち時間
                    if (mutex.WaitOne(500, false))
                    {
                        try
                        {
                            Console.WriteLine("ID" + id + "が掴みました。");
                            Thread.Sleep(1000);
                        }
                        finally
                        {
                            // Mutex資源解放
                            // 忘れてCloseすると待機待ち側でAbandonedMutexException
                            // Disposeでは実行されないためusingに頼るのは不可
                            mutex.ReleaseMutex();
                            Console.WriteLine("ID" + id + "が解放しました。");
                        }
                    }
                    else
                    {
                        Console.WriteLine("ID" + id + "は掴めませんでした。");
                    }
                });
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading;

using System.Threading.Tasks;

namespace MutexTest

{

class Program

{

static void Main(string［］ args)

{

using (Mutex mutex = new Mutex(false)) // 使い終わったらスレッド解放

{

const int N = 3;

// id0…0.7秒目～1.7秒目に掴む

// id1…1.4秒目から待機、1.7～2.7秒目に掴む

// id2…2.1秒目から待機、2.6秒目に諦める

Parallel.For(0, N, id =＞ // id0～2のスレッドを生成

{

Thread.Sleep(id * 700);

// ロック取得、成功ならtrue

// 第一引数は待ち時間

if (mutex.WaitOne(500, false))

{

try

{

Console.WriteLine("ID" + id + "が掴みました。");

Thread.Sleep(1000);

}

finally

{

// Mutex資源解放

// 忘れてCloseすると待機待ち側でAbandonedMutexException

// Disposeでは実行されないためusingに頼るのは不可

mutex.ReleaseMutex();

Console.WriteLine("ID" + id + "が解放しました。");

}

else

{

Console.WriteLine("ID" + id + "は掴めませんでした。");

}

});

}

Console.ReadKey();

}

【実行結果】

ID0が掴みました。
ID0が解放しました。
ID1が掴みました。
ID2は掴めませんでした。
ID1が解放しました。

ID0が掴みました。

ID0が解放しました。

ID1が掴みました。

ID2は掴めませんでした。

ID1が解放しました。

また、Mutexには、名前を付けることができます。
名前を付けることで、プロセス間でも排他制御が可能となります。
ただし、意図せずMutex名が被ると意図しないロックがかかってしまうため、扱いには注意が必要です。

【サンプルコード】

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace MutexTest2
{
    class Program
    {
        static void Main(string［］ args)
        {
            // 名前付きMutexだとプロセス間で共有できる
            //using (Mutex mutex = new Mutex(false))
            using (Mutex mutex = new Mutex(false,"hoge"))
            {
                // プロセス名取得（表示用）
                System.Diagnostics.Process p
                    = System.Diagnostics.Process.GetCurrentProcess();

                Console.WriteLine(DateTime.Now);
                Console.WriteLine(p.Id + "が掴もうとしています。");
                if (mutex.WaitOne(5000, false))
                {
                    try
                    {
                        Console.WriteLine(DateTime.Now);
                        Console.WriteLine(p.Id + "が掴みました。");
                        Thread.Sleep(10000);
                    }
                    finally
                    {
                        mutex.ReleaseMutex();
                        Console.WriteLine(DateTime.Now);
                        Console.WriteLine(p.Id + "が解放しました。");
                    }
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine(DateTime.Now);
                    Console.WriteLine(p.Id + "は掴めませんでした。");
                }
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading;

using System.Threading.Tasks;

namespace MutexTest2

{

class Program

{

static void Main(string［］ args)

{

// 名前付きMutexだとプロセス間で共有できる

//using (Mutex mutex = new Mutex(false))

using (Mutex mutex = new Mutex(false,"hoge"))

{

// プロセス名取得（表示用）

System.Diagnostics.Process p

= System.Diagnostics.Process.GetCurrentProcess();

Console.WriteLine(DateTime.Now);

Console.WriteLine(p.Id + "が掴もうとしています。");

if (mutex.WaitOne(5000, false))

{

try

{

Console.WriteLine(DateTime.Now);

Console.WriteLine(p.Id + "が掴みました。");

Thread.Sleep(10000);

}

finally

{

mutex.ReleaseMutex();

Console.WriteLine(DateTime.Now);

Console.WriteLine(p.Id + "が解放しました。");

}

else

{

Console.WriteLine(DateTime.Now);

Console.WriteLine(p.Id + "は掴めませんでした。");

}

Console.ReadKey();

}

【実行結果】

※exeファイルを３回起動した結果。
　１つ目のプロセス…掴んで解放
　２つ目のプロセス…解放を待って掴んで解放
　３つ目のプロセス…解放を待って掴めず諦める

2020/04/18 7:01:44
10420が掴もうとしています。
2020/04/18 7:01:44
10420が掴みました。
2020/04/18 7:01:54
10420が解放しました。

2020/04/18 7:01:50
2416が掴もうとしています。
2020/04/18 7:01:54
2416が掴みました。
2020/04/18 7:02:04
2416が解放しました。

2020/04/18 7:01:56
7524が掴もうとしています。
2020/04/18 7:02:01
7524は掴めませんでした。

2020/04/18 7:01:44

10420が掴もうとしています。

2020/04/18 7:01:44

10420が掴みました。

2020/04/18 7:01:54

10420が解放しました。

2020/04/18 7:01:50

2416が掴もうとしています。

2020/04/18 7:01:54

2416が掴みました。

2020/04/18 7:02:04

2416が解放しました。

2020/04/18 7:01:56

7524が掴もうとしています。

2020/04/18 7:02:01

7524は掴めませんでした。

いかがでしたでしょうか？

C#には排他制御のための機能が色々と用意されています。
その内の一つが今回紹介したMutexであり、名前を付けることでプロセス間の排他制御も可能になります。
名前付きMutexは、プロセスをまたいだスレッドの制御だけでなく、同じ画面が複数立ち上がらないようにする、といった使われ方もします。
仕組みが単純なので使用しやすく、排他制御の機能の中では使用頻度は高いと思います。

排他制御の機能は他にも色々と用意されているので、今後も紹介していきたいと思います！