マルチタスクとは、タスク管理によって複数のタスクを頻繁にすばやく切り替えることによって、それらのタスクがあたかも同時に実行されているかのように見せる技術です。

マルチタスク

　マルチタスクを正しく理解するためのポイントは「あたかも同時に実行されているかのように見せる」という点です。これはつまり「実際には同時に実行されているわけではない」ということです（上図を参照）。

　実はCPUの1つのコアは一度に1つの作業しか実行できません。しかし、だからといって、1つのタスクが完了するまで他のタスクを待機させておく方法だと、処理完了までに時間のかかるタスクが発生した場合に、他のタスクが長時間待たされることになってしまいます。

　こういった問題を防ぐのがOSのマルチタスクという機能です。マルチタスクを利用すると、見かけ上は、複数のタスクを同時に実行することができます。なお、マルチタスクは、CPUが単体で行っているのではなく、OSがCPUを操作することで実現しています。

プリエンプティブとノンプリエンプティブ

　タスクを切り替える方法は「プリエンプティブ」と「ノンプリエンプティブ」の2つに分類されます。

タスクが生成されてから消滅するまで

　タスクは、その生成から消滅までに以下の3つの状態をとります。

1. 実行可能状態：いつでもタスクを実行できる状態
2. 実行状態：タスクを実行している状態
3. 待ち状態：タスクの入出力処理の完了を待っている状態

タスクの状態遷移

1．タスクの生成 → 実行可能状態

　タスクが生成されると、まずは実行可能状態になります。

2．実行可能状態 → 実行状態

　CPUの使用権がOS、またはタスクに割り当てられると、タスクは実行状態に移ります。なお、OSがタスクを実行状態に移すことを「ディスパッチ」といいます。

3．実行状態 → 実行可能状態

　プリエンプティブの場合、より優先度の高いタスクが発生すると、優先度の低いタスクは実行可能状態に戻り、優先度の高いタスクが実行状態に移ります。

　一方、ノンプリエンプティブの場合、より優先度の高いタスクが発生すると、現在のタスクが終了するのを待ってから、優先度の高いタスクが実行状態に移ります。

4．実行状態 → 待ち状態

　タスクに入出力処理が必要になると、実行状態から待ち状態に移ります。入出力処理とは、CPUが入出力装置や補助記憶装置などとデータをやり取りすることです。これらの処理には時間がかかるため、OSは入出力処理が必要なタスクを待ち状態に移して、CPUに別のタスクを実行させます。

5．待ち状態 → 実行可能状態

　入出力処理が完了すると、タスクは待ち状態から実行可能状態に移ります。

6．実行状態 → タスクの消滅

　タスクの実行が完了すると、タスクは消滅します。

タスクスケジューリング

　タスクスケジューリングとは、実行可能状態にある複数のタスクの中から、どのタスクを実行状態に移すのかを決めることです。いくつかの方式があります。