ノンプリエンプティブ方式（non-preemptive）

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ノンプリエンプティブ方式とは

ノンプリエンプティブ方式（non-preemptive＝先取り・横取りをしない、の意味）とは、実行中のタスクが完了するか、I/O待ちなどで自発的にCPU（＝中央処理装置。計算を行う部品）を手放すまで、OS（＝コンピュータ全体を管理する基本ソフト）が強制的に切り替えない方式のことです。

身近な例で考えると、カラオケで1曲歌い終わるまでマイクを次の人に渡さないのに似ています。歌っている本人が「歌い終わった」「ちょっと休む」と自分でマイクを置くまで、周りは横から取り上げません。タスクが自分の区切りで手放すのを待つわけです。

上のツールで▶ボタンを押すと、実行中のタスクAが自分からCPUを解放し、次のタスクBへ切り替わる流れを確認できます。

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自発的切替の仕組み

切り替えが起こるのは、実行中のタスクが自分からCPUを手放したときだけです。手放すきっかけは主に次のとおりです。
・処理の完了：タスクがやるべき仕事を終え、もうCPUが要らなくなる
・I/O待ちに入る：ディスクやネットワークの読み書きの完了を待つため、自らシステムコール（＝OSへの機能の依頼）で待ち状態に入る

ここでのポイントは、OSが横から強制的に止めることをしない点です。タイマで時間切れにして取り上げる、ということがありません。あくまでタスク側が「もう使い終わった」と区切りをつけたタイミングで、初めて次のタスクへバトンが渡ります。

言い換えると、各タスクの「お行儀の良さ」に頼った方式です。タスクが適度に処理を区切ってCPUを手放してくれることを前提にしています。上のツールのSTEP3で、タスクAが自ら解放するタイミングを確認できます。

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利点と欠点

ノンプリエンプティブ方式の良いところは仕組みの単純さです。OSが横やりを入れないので、切替の管理がシンプルで、状態の保存・復元の回数も少なく済みます。

一方の弱点は、1つのタスクがCPUを長く握りっぱなしにできてしまうことです。お行儀の悪いタスクや、無限ループに陥った暴走タスクがあると、他のタスクがいつまでも順番待ちのまま止まってしまいます。

これに対し、プリエンプティブ方式はOSがタイマ割込みで強制的に切り替えるため、1タスクの独占を防げて応答性が良くなります。「歌い終わるまで待つカラオケ（ノンプリエンプティブ）」と「持ち時間で司会者が交代させる発表（プリエンプティブ）」と対比すると、両者の長所短所が整理しやすいです。

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