JPH0383142A - 共有資源排他制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は共有資源排他側９ｎ方式に関し、特に計算機シ
ステムの共有資源の排他制御方式に関する。

〔従来の技術〕

計算機システムにおいて複数のタスクから使用される資
源については、それへのアクセスを逐次化するために排
他制御が必要である。このような排他制御のために、計
算機システムには、ロック／アンロック（あるいはＥＮ
Ｑ／ＤＥＱ）と呼ばれる基本機能が備えられており、ロ
ック要求には通常排他モードと共有モードとの２ｆｉｍ
がある。

排他制御の基本的動作は次のようなものである。

あるタスクがロック要求を出した場合、ロック要求対象
資源が他のタスクによりロックされていないならば、す
ぐにロック権が与えられる。しかし、他のタスクにより
すでにロックされている場合、その資源のロックモード
、または該タスクのロック要求のモードが排他モードの
ときはロック待ちとなる。その＊ａのロックモードと該
タスクの口７り要求のモードとがともに共有モードのと
きは、（１）　　ロック待ちしているタスクがない場合
は該タスクにロック権を与え、ロック待ちタスクがある
場合は該タスクをロック待ちとする、（２）該タスクに
ロック権を与える、 のいずれかの方法がとられる。

また、資源をロックしていたタスクがアンロック要求を
出した場合は、該アンロック要求タスクのロック樽の行
使が終了する。他にロックしているタスクがなく、かつ
リック待ちタスクがある場合には、それらのうちの最も
早くロック要求したタスクの要求モードが排他モードな
らばこのタスクのみにロック権を与え、共有モードなら
ば前記（１）および（２）に対応して、 （１）　　現在排他モードでロック待ちしているどのタ
スクよりも早く共有モードでロック待ちしているタスク
のすべてにロック権を与える、（２）現在共有モードで
ロック待ちしているタスクのすべてにロック潅を写える
、 のいづ゛れかの方法がとられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

−Ｌ述した（１）の方法を採用した従来の共有資源排他
制御方式では、いかなる場合も共有モードのロック要求
を出したタスクが排他モードのロック要求を出したタス
クを追い越してロックできないので、現在のロックが解
け、次のロック待ちタスクにロック権を与える際に該タ
スクのロックモードが共有モードであっても、排他モー
ドのロック待ちタスクがあると、それ以後に共有モード
でロック待ちになったタスクにはロック権が与えられず
、資源を効率よく使用できないという欠点がある。

また、上述した（２）の方法を採用した従来の共有資源
排他制御方式では、共有モードのロック要求に対して排
他モードのロック要求に比べて有利にロック権が与えら
れることになるので、共有モードのロック要求が排他モ
ードのロック要求よりも頻繁に行われると、いつまでも
排他モードでロック要求したタスクにロック潅が与えら
れない状況（永久封鎖）が発生するという欠点がある。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、最大共有タスク数を
新たに導入し、資源が共有モードでロックされていると
きにこの共有モードロック中にロック権を与えたタスク
数が最大共有タスク数未満の間は共イｆモードロック要
求が排他モードロック要求を追い越すのを許すようにし
て、永久封鎖の問題を避けながら共有資源の使用効率の
向上を図るようにした共有資源排他制御方式を提供する
ことにある。

（課題２−・解決するための手段） 本二発明の共有資源排他制御方式は、計算機シスツムの
共有資源排他制御方式において、共有モードのロック要
求に対して資源がロックされていない場合および共有モ
ードでロックされかつ共有モードロックになってかへロ
ック権を与えたタスクの数が最大共有タスク数より少な
い場合に該ロック要求を出したタスクにロック権を与え
その他の場合にはロック待ちとする共有要求処理手段と
、アンロック要求に対して次にロック権を与えるべきロ
、ツク待ちタスクが共有モードでロック要求している場
合に最大共有タスク数以内の共有モート′のロック待ち
タスクにロック権を与える共有待ちロック手段とを有す
る。

〔作用〕

本発明の共有’ＲＢ排他制御方式では、共有要求処理手
段が共有モードのロック要求に対してＩＱがロックされ
ていない場合および共有モードでロックされかつ共有モ
ードロックになってからロック権を与えたタスクの数が
最大共有タスク数より少ない場合に該ロック要求を出し
たタスクにロック権を与えその他の場合にはロック待ち
とし、共有待ちロック手段がアンロック要求に対し２て
次にロック権を与えるべきロック待ちタスクが共有モー
ドでロック要求している場合に最大共有タスク数以内の
共有モードのロック待ちタスク口、・り権を与える。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例の共有資源排他制御方式の
構成を示すプロ／り図である。本実施例の共有資源排他
制御方式を実現する共有資源排他制御機能９は、ロック
要求処理部６と、アンロック要求処理部７と、排他制御
テーブル８とから、その主要部が構成されている。

ロック要求処理部６は、共有モードのロック要求を処理
する共有要求処理手段１と、排他モードのロック要求を
処理する排他要求処理手段２とから構成されている。

アンロック要求処理部７は、アンロック要求したタスク
のロック解除を行うロック解除手段３と、次のロック待
ちタスクの要求モードが共有モードの場合のロック処理
を行う共有待ちロック手段４と、次のロック待ちタスク
の要求モードが排他モードの場合のロック処理を行う排
他待ちロック手段５とから構成されている。

なお、第１図中、符号Ｔ１〜Ｔｎ、（ｎは正整数）は、
共有資源使用タスク（以下、単にタスクという）をそれ
ぞれ示す。

第２図を参照すると、排他制御テーブル８は、計ｘｉシ
ステム内の排他制御対ｉ資源（図示せず）を−意に識別
するための名前である資源名をキーとするテーブルであ
る。各資源に対するエントリは、資源名部と、共有タス
ク数と、ロックモード部と、ロック中タスクリストと、
ロック待ちタスクキューとからなる。共有タスク数は、
現在、資源が共有モードでロックされている場合、この
共有モードロック中にロック権を与えたタスクの数を記
録する。ロックモード部は、資源がロックされていると
きのロックモードを記録する。ロック中タスクリストは
、その資源をロックしているタスクのタスク識別子を記
録する。ロック待ちタスクキューは、待ち状態にあるロ
ック要求の待ち行列であり、これらのロック要求を出し
ているタスクのタスク識別子とロックモードとの組を要
求順に記録する。

なお、第２図および第３図（ａ）〜（ｅ）中、Ｔ１〜Ｔ
７はタスク識別子（タスクと同じ符号を使用する。以下
同様）を、Ｒは資源名を、ＳおよびＥは共有モードおよ
び排他モードをそれぞれ示す。

共有要求処理手段１は、共有モードのロック要求の処理
を行う、詳しくは、 〈１）　　排他制御テーブル８のロック中タスクリスト
が空の場合か、共有タスク数が最大共有タスク数Ｎ（正
整数）未満の場合、該ロック要求のロックモード（共有
モード）をロックモード部に記録し、該ロック要求を出
したタスクのタスク識別子をロック中タスクリストに追
加し、共有タスク数に１を加える。

１２）排他制御テーブル８のロックモード部に排他モー
ドが記録されている場合か、共有タスク数が最大共有タ
スク数Ｎに達している場合、該ロック要求を出したタス
クのタスク識別子と該ロック要求のロックモード（共有
モード）との姐をロック待ちタスクキューの最後に追加
し、該ロック要求を出したタスクの処理を中断させる。

共有待ちロック手段４は、アンロック要求処理において
、次のロック待ちタスクの要求モードが共有モードの場
合のロック処理を行う、詳しくは、ｔｌ）　　排他制御
テーブル８のロックモード部に共有モードを記録し、ロ
ック待ちタスクキューの先頭から最大共有タスク数Ｎま
での共有モードのロック要求のタスク識別子をロック中
タスクリストに記録する０次に、この記録が行われたロ
ック要求を排他制御テーブル８のロック待ちタスクキュ
ーから削陳し、これらのタスクの処理を再開させる。さ
らに、ロック中タスクリストに記録されたタスク数を共
有タスク数に記録する。

排他要求処理手段２は、排他モードのロック要求の処理
を行う、詳しくは、 （１）排他制御テーブル８のロック中タスクリストが空
の場合、咳ロック要求のロックモード（排他モード）を
ロックモード部に記録し、該ロック要求を出したタスク
のタスク識別子をロック中タスクリストに記録する。

（２）排他制御テーブル８のロック中タスクリストが空
でない場合、該ロック要求を出したタスクのタスク識別
子と該ロック要求のロックモード（排他モード）との組
をロック待ちタスクキューの最後に追加し、咳ロック要
求を出したタスクの処理を中断させる。

ロック解除手段３は、アンロック要求された場合のロッ
ク解除処理を行い、ロック待ちタスクがある場合には、
次のロック待ちタスクのロック処理を行うために、共有
待ちロック手段４または排他待ちロック手段５を呼び出
す、詳しくは、Ｔｌｌ　　３５タスクのタスク識別子を
ロック中タスクリストから削除し、ロック中タスクリス
トが空になったならば、ロックモード部の内容を消去し
、共有タスク数に０を記録する。

、　　ｔ２＋　　１１Ａいて、ロック中タスクリストが
空の場合、ロック待ちタスクキューの先頭のロック要求
が共有モードならば共有待ちロック手段４を、排他モー
ドならば排他待ちロック手段５を呼び出す。

上記（１）において、共有タスク数を共有モードロック
のアンロック要求のたびに１つ減じて、現在共有モード
ロックしているタスクの数を表すようにすると、排他モ
ードのロック待ちがあるときに、共有モードのアンロッ
ク要求と共有モードのロック要求とが交互に行われた場
合、排他モードのロック待ちタスクは永久封鎖されてし
まうが、本実施例の共有資源排他制御方式のように、共
有モードロックのアンロック要求に対して共有タスク数
を１つ減しることなく、ロック中タスクリストが空にな
った時点で初めて共有タスク数を０にすることにより、
共有タスク数は、現在の共有モードロック状態が始まっ
てからロック権を与えたタスクの累積数を表し、共有モ
ードのアンロック要求と共有モードのロック要求とが交
互に行われた場合でも、いずれ共有タスク数が最大共有
タスク数に達して、それ以後に共有モードでロック要求
したタスクはロック待ちとなり、排他モードのロック待
ちタスクの永久封鎖は発生しない。

排他待ちロック手段５は、ロック解除手段３から呼び出
され、排他モードのロック待ちタスクのロック処理を行
う。詳しくは、 （１）　　ロック待ちタスクキューの先頭にあるロック
要求のロックモードをロックモード部に、タスク識別子
をロック中タスクリストにそれぞれ記録し、ロック待ち
タスクキューから該ロック要求を削除する。さらに、該
ロック要求を出したタスクの処理を再開させる。

次に、このように構成された本実施例の共有資源排他制
御方式の動作について、第３図（ａ）〜（ｅ）を参照し
ながら具体的に説明する。なお、ここでは、最大共有タ
スク数Ｎは、固定値２であると仮定する。

第３図（ａ）〜（ｅ）は、いずれもある時点での排他制
御テーブル８の状態を示している。第３図（ａ）では資
ＢＲをタスクＴｌが共有モードでロックし、タスクＴ２
が排他モードでロック待ちしている。このとき、新たな
タスクＴ３およびＴ４がこの順序で共有モードのロック
要求をすると、共有要求処理手段１によりタスクＴ３に
対してはこの時点での共有タスク数が最大共有タスク数
２よりも小さいのでロック権が与えられるが、次のタス
クＴ４が要求した時点では共有タスク数がすでに最大共
有タスク数２に等しくなっているため、ロック待ちとな
る。この結果、排他制御テーブル８は第３図（ｂ）の状
態となる。

次に、タスクＴＩおよびＴ３がアンロック要求すると、
ロック解除手段３によりこれらタスクＴｌおよびＴ３の
ロックが解除され、ロック中タスクリストが空になるの
で、共有タスク数に０が記録される。続いて、次のロッ
ク待ちタスクＴ２のロック要求が排他モードなので排他
待ちロック手段５が呼び出され、ロックモード部に排他
モードが、ロック中タスクリストにタスク識別子Ｔ２が
それぞれ記録される０次に、ロック待ちタスクキュー中
のタスクＴ２のロック要求が削除され、タスクＴ２の処
理が再開される。この結果、排他制御テーブル８は第３
図（Ｃ）の状態となる。

次に、新たなタスクＴ５が排他モードで、タスクＴ６お
よびＴ７が共有モードでロック要求すると、タスクＴ５
に対しては排他要求処理手段２が、タスクＴ６およびＴ
７に対しては共有要求処理手段１が呼び出され、すでに
資源Ｒが排他モードでタスクＴ２によりロックされてい
るので、これらタスクＴ５．Ｔ６およびＴ７はロック待
ちとなり、これらタスクＴ５．Ｔ６およびＴ７のタスク
識別子と要求モード（排他モード、共有モードおよび共
有モード）との紐がロック待ちタスクキューに記録され
る。この結果、排他制御テーブル８は第３図（ｄ）の状
態となる。

次に、タスクＴ２がアンロック要求すると、ロック解除
手段３が呼び出され、ロック中タスクリストからタスク
識別子Ｔ２が削除される。続いて、ロック中タスクリス
トが空、かつ次のロック待ちタスクＴ４の要求モードが
共有モードなので、共有待ちロック手段４が呼び出され
、ロック待ちタスクキューの先頭から最大共有タスク数
２までの共有モードロック要求のタスク識別子Ｔ４およ
びＴ６をロック中タスクリストに記録し、共有タスク数
に２を記録する０次に、タスクＴ４およびＴ６のロック
要求をロック待ちタスクキューから削除し、タスクＴ４
およびＴ６の処理を再開させる。

この結果、排他制御テーブル８は第３図（６）の状態と
なる。

なお、本実施例では、最大共有タスク数Ｎを資源の種類
にかかわらずに固定値としたが、排他制御テーブル８内
に各資源に対する最大共有タスク数の欄を設けることに
より、資源ごとに異なる最大共有タスク数を使用するこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、共有モードのロック要求
に対して共有モードでロックされかつ共有モードロック
になってからロック権を与えたタスクの数が最大共有タ
スク数より少ない場合に該ロック要求を出したタスクに
ロック権を与える共有要求処理手段と、アンロック要求
に対して次にロック権を与えるべきロック待ちタスクが
共有モードでロック要求している場合に最大共有タスク
数以内の共有モードのロック待ちタスクにロック権を与
える共有待ちロック手段とを設けることにより、資源が
共有モードでロックされているときにこの共有モードロ
７り中にロック権を与えたタスク数が最大共有タスク数
未満の間は共有モードロック要求が排他モードロック要
求を追い越すのを許すようにして、永久封鎖の問題を避
けながら共有資源の使用効率を向上させることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の共有資源排他制御方式のｆ
Ｊｌｌ戒を示すブロック図、 第２図は第１図中の排他制御テーブルのＩ＃Ｉ威を示す
図、 第３図（ａ）〜（ｅ）は本実施例の共有資源排他制御方
式の具体的な動作例を説明するための図である。 図において、 ｌ・・・共有要求処理手段、 ２・・・排他要求処理手段、 ３・・・ロック解除手段、 ４・・・共有待ちロック手段、 ５・・・排他待ちロック手段、 ６・・・ロック要求処理部、 ７・・・アンロック要求処理部、 ８・・・排他制御テーブル、 ９・・・共有資源排他制御機能、 ＴＩ−Ｔｎ・・・タスクである。 第 図 第２図 Ｅ・・臂他モ ド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 計算機システムの共有資源排他制御方式において、 共有モードのロック要求に対して資源がロックされてい
   ない場合および共有モードでロックされかつ共有モード
   ロックになってからロック権を与えたタスクの数が最大
   共有タスク数より少ない場合に該ロック要求を出したタ
   スクにロック権を与えその他の場合にはロック待ちとす
   る共有要求処理手段と、 アンロック要求に対して次にロック権を与えるべきロッ
   ク待ちタスクが共有モードでロック要求している場合に
   最大共有タスク数以内の共有モードのロック待ちタスク
   にロック権を与える共有待ちロック手段と を有することを特徴とする共有資源排他制御方式。