協調的なマルチタスク

協調型マルチタスクは、非プリエンプティブ マルチタスクとも呼ばれ、オペレーティング システムが実行中のプロセスから別のプロセスへのコンテキスト スイッチを開始しないコンピュータ マルチタスクのスタイルです。代わりに、複数のアプリケーションを同時に実行するために、プロセスは定期的に、またはアイドル状態または論理的にブロックされたときに、自発的に制御を譲ります。このタイプのマルチタスクは、スケジュール スキームが機能するためにすべてのプログラムが協力する必要があるため、協調型と呼ばれます。

この方式では、オペレーティングシステムのプロセススケジューラは協調スケジューラと呼ばれ、その役割はプロセスを開始し、プロセスが自発的に制御を戻すことに限られています。^{[1] [2]}

これは非同期プログラミングのアプローチに関連しています。

現代のオペレーティングシステムで主要なスケジューリングメカニズムとして使われることはめったにないが、メモリに制約のある組み込みシステムや、 CICSやJES2サブシステムなどの特定のアプリケーションでは広く使われている。協調型マルチタスクは、Windows 95およびWindows NT以前のMicrosoft Windowsや、クラシック Mac OSで採用されていた 16 ビットアプリケーションの主要なスケジューリング方式だった。Windows 9x は16 ビットのレガシーアプリケーションに非プリエンプティブマルチタスクを使用し、Leopard以前のPowerPCバージョンの Mac OS X はクラシックアプリケーションにそれを使用していた。 ^{[1]ネットワーク指向のオペレーティングシステムである}NetWare は、NetWare 6.5 まで協調型マルチタスクを使用していた。協調型マルチタスクは今でもRISC OSシステムで使用されている。^[3]

協調的マルチタスクは、 JavaScriptやPythonなど、実行時にシングルスレッドのイベントループを特徴とする言語のasync/awaitに似ています。これは、awaitが非同期関数からではなく、コルーチンの一種である非同期関数からのみ呼び出されるという点で、協調的マルチタスクとは対照的です。^{[4] [5]}

協調型マルチタスクでは、プロセススケジューラによって予期せず中断されることがないため、アプリケーションの実装がはるかに簡単になります。たとえば、アプリケーション内のさまざまな関数は再入可能である必要はありません。^[2]

協調的マルチタスクシステムは、各プロセスがシステム上の他のプロセスに定期的に時間を譲ることに依存しているため、設計が不十分なプログラムが、膨大な計算を実行するかビジー待機することによって、CPU時間をすべて消費する可能性があります。どちらの場合も、システム全体がハングアップします。サーバー環境では、これは環境全体を許容できないほど脆弱にする危険であると見なされることがよくありますが、^[1]前述のように、協調的マルチタスクはNetWareやCICSなどのサーバー環境で頻繁に使用されています。

対照的に、プリエンプティブマルチタスクはアプリケーションを中断し、アプリケーションの制御外にある他のプロセスに制御を渡します。

システム ハングの可能性は、多くの場合ハードウェアに実装されているウォッチドッグ タイマーを使用することで軽減できます。これにより、通常はハードウェア リセットが呼び出されます。