JPH05204875A - スレッドのスケジュール方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スレッドの生成を行うことにより、一連的に
プロセッサの確保が行えるスレッドのスケジュール方式
を得る。 【構成】 並列プログラム１１を実行し、スレッド生成
手段１２とスレッド割当て手段１４とプロセッサ確保実
行手段１６を有するスレッド管理手段１７を呼び出す。
スレッド生成手段１２はプログラム実行に必要なスレッ
ドを生成し、プロセッサ確保の実行要求を行うプロセッ
サ確保実行手段１６により、プロセッサ確保手段１３が
呼び出され、必要なプロセッサを確保する。再びスレッ
ド管理手段１７に処理は戻り、スレッド割当て手段１４
が確保したプロセッサにスレッドを割当てる。スレッド
のスケジュールが終了すると、並列プログラム１１が実
行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、マルチプロ
セッサシステム上で実行される並列プログラムのスケジ
ュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について図３、４、５を用い
て説明する。図３は、一般的なマルチプロセッサシステ
ムの一例を示したものであり、ＢＵＳ型ＬＡＮ（ローカ
ルエリアネットワーク）を使用しているマルチプロセッ
サシステムの構成図である。図３に示すように複数プロ
セッサ（ＣＰＵ）を有するマルチプロセッサシステムで
は、一つのプログラムを複数に分割して実行単位とした
スレッドを生成し、プログラムを実行するための物理的
な機器であるプロセッサにこのスレッドのそれぞれを割
当てて、一つのプログラムを複数のプロセッサにより並
列的に処理することで、プログラムの処理時間の節約
と、プロセッサにかかる処理の負荷の分散を実現してい
る。上述のように、マルチプロセッサシステムで実行さ
れるプログラムを並列プログラム（あるいは並列アプリ
ケーションプログラム）と呼んでおり、例えばＣ言語な
どでユーザにより作成されるプログラムである。そし
て、この並列プログラムを実行するために生成されたス
レッドをプロセッサに割当てることを、スレッドのスケ
ジュールと呼んでいる。図４は、マルチプロセッサシス
テムにおける並列プログラムの実行時のスレッドのスケ
ジュールの例である。

【０００３】このマルチプロセッサシステムにおけるス
レッドのスケジュールの方式では、Ｇａｎｇ Ｓｃｈｅ
ｄｕｌｉｎｇ（Ｍａｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，１３ Ａ
ｕｇｕｓｔ １９８９，Ｄａｖｉｄ Ｌ．Ｂｌａｃｋ，
Ｃａｒｎｅｇｉｅ Ｍｅｌｌｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ，ｐ４ ｌ３１）という方式に基づいて、マルチプロ
セッサのオペレーティングシステムによりスレッドとプ
ロセッサを１対１対応にスケジュールして（割当てて）
いる。

【０００４】具体的な処理を図５を用いて説明する。図
５は従来の並列プログラムの実行におけるスレッドのス
ケジュール方式を表した図である。並列プログラム１１
が実行されると、このプログラムからプロセッサを確保
するプロセッサ確保手段１３へ実行要求を出し、それに
よりプロセッサ確保手段１３が現在利用可能なプロセッ
サの集合を確保する。その後、並列プログラム１１へ再
び処理を戻す。次に、並列プログラム１１はプログラム
の実行に必要なスレッドを生成するためにスレッドを生
成するスレッド生成手段１２へ実行要求を出し、それに
よりスレッド生成手段１２が必要なスレッドを生成す
る。その後、並列プログラム１１へ再び処理を戻す。そ
して、並列プログラム１１は、スレッドとプロセッサを
１対１対応になるようにスレッドをプロセッサに割当て
るスレッド割当て手段１４を予め組み込んでおり、この
スレッド割当て手段１４を実行して、スレッド生成手段
１２により生成されたスレッドとプロセッサ確保手段１
３により確保されたプロセッサの集合をスケジュールす
る。このスレッド割当て手段１４を実行するにあたって
は、プロセッサ確保手段１３により確保されるプロセッ
サの数と、スレッド生成手段１２により生成されるスレ
ッドの数を意識しておく必要がある。

【０００５】なお、この場合のスレッド生成手段１２と
プロセッサ確保手段１３は、オペレーティングシステム
１５における機能の一部である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のスレッドのスケ
ジュール方式では、並列プログラムを実行する単位であ
るスレッドの生成と、その並列プログラムに配置される
プロセッサの確保が、別々に行われていた。更に、スレ
ッドをプロセッサに割当てるスレッド割当て手段を並列
プログラムの中に組み込む必要があった。これらのこと
により、生成された各スレッドが同時に別々のプロセッ
サ上で並列に実行されることによって、スレッドの数に
比例した実行効率が得られない場合があった。例えば、
プロセッサ確保手段によって確保されたプロセッサの数
がスレッド生成手段によって生成されたスレッドの数よ
り少ない場合には、全てのスレッドが同時に並列に実行
されずに、割当て可能なプロセッサができるまで待たさ
れるスレッドが生じる。この時には、スレッドの数に比
例した実行効率が得られなかった。また、そのために、
並列プログラム作成時にスレッドの数に対するプロセッ
サの数を意識している必要があり、並列プログラム自体
の作成がスレッドの数に左右され、複雑であった。

【０００７】この発明は、上記のような問題を解消する
ためになされたもので、スレッドの生成を行うことによ
り、一連的にプロセッサの確保が行えるスレッドのスケ
ジュール方式を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るスレッド
のスケジュール方式は、スレッドを生成するスレッド生
成手段と、プロセッサ確保の実行要求を行うプロセッサ
確保実行手段と、確保されたプロセッサにスレッドを割
当てるスレッド割当て手段を有するスレッド管理手段
と、スレッド管理手段からの実行要求により実行される
プロセッサ確保手段を有するものである。

【０００９】

【作用】この発明におけるスレッドのスケジュール方式
は、スレッド管理手段において、スレッド生成手段がス
レッドを生成すると、プロセッサ確保実行手段がプロセ
ッサ確保の実行要求を行う。このスレッド管理手段のプ
ロセッサ確保実行手段からの実行要求により、プロセッ
サ確保手段がプロセッサを確保し、この確保されたプロ
セッサにスレッドを割当てるスレッド割当て手段とを有
することにより、スレッドの生成とプロセッサの確保を
一連的に行うことができるので、並列プログラムからプ
ロセッサ確保の実行要求を行う必要がない。

【００１０】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の一実施例について図を用いて
説明する。図１は、本発明におけるスレッドのスケジュ
ール方式の一実施例を表したものである。１１は実行さ
れる並列プログラム、１２はプログラム実行に必要なス
レッドを生成するスレッド生成手段、１３は必要なプロ
セッサを確保するプロセッサ確保手段、１４は確保した
プロセッサにスレッドを割当てるスレッド割当て手段、
１６はプロセッサ確保手段に対する実行要求を行うプロ
セッサ確保実行手段、１７はスレッド生成手段１２とス
レッド割当て手段１４とプロセッサ確保実行手段１６を
有するスレッド管理手段である。そして１５は、プログ
ラムを実行するマルチプロセッサシステムのオペレーテ
ィングシステムである。

【００１１】次に、図２は、本発明におけるスレッドの
スケジュール方式の実行手順を示すフロー図である。こ
の図２を用いて、本発明のスレッドのスケジュール方式
の流れについて述べる。並列プログラム１１は実行を開
始すると、最初にスレッド管理手段１７を呼び出す２
１。呼び出されたスレッド管理手段１７において、ま
ず、スレッド生成手段１２で必要なスレッドを生成する
２２。次にプロセッサ確保実行手段１６で、プロセッサ
確保手段１３を呼び出す２３。呼び出されたプロセッサ
確保手段１３でプロセッサを確保し２４、再びスレッド
管理手段１７に戻り、スレッド割当て手段１４で、スレ
ッド生成手段１２で生成されたスレッドをプロセッサ確
保手段１３で確保されたプロセッサに１対１になるよう
に割当てる２５。そして、必要な数のスレッドが生成さ
れたかどうかをチェックして２６、スレッドのスケジュ
ールが完成すると、プログラムを実行する２７。

【００１２】この時、スレッド管理手段１７とプロセッ
サ確保手段１３は、オペレーティングシステム１５の機
能から独立しているものである。

【００１３】実施例２．実施例１において、プロセッサ
確保手段１３はスレッド管理手段１７とは分かれている
が、プロセッサ確保手段１３とスレッド管理手段１７を
１つの手段に統括してもよい。また、スレッド管理手段
１７に有されるスレッド生成手段１２、プロセッサ確保
実行手段１６、スレッド割当て手段１４は、それぞれが
単独に存在して、各手段から呼び出されるものでもよ
い。

【００１４】実施例３．本発明では、スレッド管理手段
１７とプロセッサ確保手段１３は同一のプロセッサ上に
存在しなくてもよい。更に、プロセッサ確保手段１３を
有するプロセッサは、遠隔場所に存在し、通信装置など
を介するものでもよい。

【００１５】実施例４．本発明では、並列プログラムの
ソースコードの種類は特に問わない。Ｃ言語、ＣＯＢＯ
Ｌ、その他の言語でもよい。

【００１６】実施例５．実施例１では、プロセッサ確保
手段１３はスレッド管理手段１７から実行要求されるよ
うになっているが、プロセッサ確保手段１３は単独でも
実行することを可能としてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、スレ
ッドを生成するスレッド生成手段と、プロセッサ確保の
実行要求を行うプロセッサ確保実行手段と、確保したプ
ロセッサにスレッドを割当てるスレッド割当て手段とを
有するスレッド管理手段と、プロセッサ確保実行手段に
より実行要求されるプロセッサ確保手段を有することに
より、スレッドの生成と一連的にプロセッサの確保を行
うことができるので、並列プログラムからプロセッサ確
保の実行要求をする必要が無くなる。これにより、並列
プログラム内にプロセッサ確保手段を起動するための記
入と、スレッドを割り当てるための記入をする必要が無
くなり、従って、スレッド数とプロセッサ数を並列プロ
グラム作成時に意識する必要が無くなるので、並列プロ
グラムの作成が容易になる。更に、並列プログラム自体
の容量を削減することが可能になる。更には、プログラ
ム実行時に、生成された各スレッドが同時に別々のプロ
セッサ上で並列に実行されるので、スレッドの数に比例
した実行効率が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるスレッドのスケジュール方式の
一実施例を表した図である。

【図２】本発明におけるスレッドのスケジュール方式の
実行手順例を示すフロー図である。

【図３】従来例における一般的なマルチプロセッサシス
テムの一例を示す図である。

【図４】従来例におけるスレッドのスケジュールの例を
示す図である。

【図５】従来のスレッドのスケジュール方式を表した図
である。

【符号の説明】

１１ 並列プログラム １２ スレッド生成手段 １３ プロセッサ確保手段 １４ スレッド割当て手段 １５ オペレーティングシステム １６ プロセッサ確保実行手段 １７ スレッド管理手段 ２１ スレッド管理手段を呼び出す ２２ スレッドを生成する ２３ プロセッサ確保手段を呼び出す ２４ プロセッサを確保する ２５ スレッドを割当てる ２６ 必要な数のスレッドが生成されたか ２７ プログラム実行

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチプロセッサシステムでプログラム
   の実行単位であるスレッドと、これを実行するプロセッ
   サとを関係付けるスレッドのスケジュール方式におい
   て、以下の要素を有するスレッドのスケジュール方式 （ａ）他からの実行要求により、プログラム実行に必要
   なプロセッサを確保するプロセッサ確保手段、 （ｂ）以下の要素を有し、スレッドを管理するスレッド
   管理手段、 （ｂ１）プログラム実行に必要なスレッドを生成するス
   レッド生成手段、 （ｂ２）プロセッサ確保手段に対して実行要求を行うプ
   ロセッサ確保実行手段、 （ｂ３）プロセッサ確保手段により確保されるプロセッ
   サに対して、スレッド生成手段により生成されるスレッ
   ドを割当てるスレッド割当て手段。