JPH08202566A - プロセス間通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データラッシュ時におけるデッドロックを防
止し、プロセス間通信を円滑に行う。 【構成】 キューバッファが満杯のとき、送信タスクに
よるメッセージデータを外部記憶装置にＦＩＦＯ形式で
一時記憶し、キューバッファに空きがあるとき、外部記
憶装置のメッセージデータをＦＩＦＯ形式で取り出し、
キューバッファへ送信する。 【効果】 キューバッファが満杯のときでも、送信タス
クはキューバッファが空くのを待つことなく、送信すべ
きメッセージデータを外部記憶装置に記憶して、送信タ
スクとしての処理を終了することができ、メッセージデ
ータ送信の待ち状態でプロセスが停止することがなく、
デッドロックおよびＯＳ機能の破壊が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、キューバッファを介
してプロセス間でメッセージデータを通信するプロセス
間通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば一般的なワークステー
ションなど、マルチタスク環境のＯＳ（オペレーティン
グシステム）とＣＰＵ、入出力動作の並列処理機構、割
込み機構、記憶保護機構などのハードウェアを備えたコ
ンピュータでは、各プロセスに独立した仮想空間と仮想
ＣＰＵ（タスク）が割り当てられる。例えば、端末表示
処理中に、データ処理を並行して行う場合など、１つの
プログラムのなかに複数の実行の流れを設けて並列処理
を行う場合、各並列処理ごとにプロセスが生成され、各
プロセス間でデータを共用しながら処理が進められる。
その際、各プロセスの仮想空間はそれぞれ独立して割り
当てられるので、プロセス間でデータを共用するため
に、例えばプロセス間でメッセージデータを交信する方
法、プロセス間でメモリを共有する共有メモリを利用す
る方法、複数のプロセス間で予め決めておいたファイル
を用いて通信を行う方法などの各種プロセス間通信が行
われる。

【０００３】ここで、メッセージを利用したプロセス間
通信のプロセス構成図を図１２に示す。また、複数のプ
ロセス間で行われるメッセージ通信の流れの例を図１３
に示す。各プロセスは送信タスクと受信タスクを含み、
図１２に示したように、送信タスクにより、他のプロセ
スに対して送信すべきメッセージデータをＯＳを介し
て、ＯＳの設定したメモリ上のキューバッファに一旦記
憶する。受信タスクはそのキューバッファの記憶内容を
ＯＳを介して受信する。このように、ＯＳの管理するキ
ューバッファを介して、例えば図１３に示したように、
メッセージを利用してプロセス間で通信を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ＯＳの設定したキューバッファを用いて、プロセス間で
メッセージ通信を行うシステムでは、複数のプロセス間
での通信量が増えて、キューバッファが満杯になる場合
が生じ、キューバッファが満杯となればシステムに重大
な悪影響を及ぼす。例えば図１３に示したプロセスＹの
処理手順が図１４に示すようなものである場合、プロセ
スＹはプロセスＸからあるメッセージデータを受信し、
所定の処理を施してプロセスＺに対してメッセージデー
タを送信するが、メッセージデータ送信の際、キューバ
ッファが満杯であれば、送信待ち状態となり、プロセス
Ｙの処理がそのまま停止することになる。さらに、この
プロセスＹによるメッセージデータの送信が行われるま
で、プロセスＺが受信待ち状態となる場合、キューバッ
ファに空きが生じて、そのキューバッファにプロセスＹ
によるメッセージデータが入るまで、プロセスＺは受信
待ち状態に陥る。キューバッファが満杯となれば、この
ような送信待ち状態と受信待ち状態が複数のプロセスで
同時に発生し、複数のプロセスの処理が互いに他のプロ
セスの処理を待ち合わせる、いわゆるデッドロック状態
が生じてＯＳの機能が異常となる。例えば監視制御装置
にＬＡＮを介して複数の端末装置が接続されているシス
テムにおいて、各端末装置から伝送されてくる情報を読
み取り、監視制御装置が各端末装置の状態を集中的に監
視・制御する場合、もし各端末装置の電源である商用電
源が停電した場合など、各端末の状態が一斉に変化した
場合、それぞれの端末装置が状態変化のデータ（停電に
なったことを示すデータなど）を監視制御装置へ伝送す
ることになり、監視制御装置内では複数のプロセス間通
信の単位時間当たりの通信量が急激に増大（以下「デー
タラッシュ」という。）し、キューバッファが満杯とな
るおそれがあった。

【０００５】上記メッセージによるプロセス間通信の機
能は例えばＵＮＩＸ SystemＶでサポートされた通信方
式により行われるが、ＯＳの構造上、最初にキューバッ
ファの数（容量）を設定しておく必要があり、通常は同
時に発生し得るメッセージデータの量を考慮して利用者
が設定する。しかし、上述のように、プロセス間通信の
単位時間当たりの通信量は短時間に急激に増大すること
があり、これに対応してすべての発生し得る量に設定す
ると、莫大なメモリエリアが必要となり非現実的であ
る。通常は、ＣＰＵの処理能力に対するデータラッシュ
の発生頻度を考慮して、適切な値を設定することになる
が、ＣＰＵの処理能力に対するプログラムの量の変化に
よって、一定に決められるものではない。仮に、余裕を
もってキューバッファの数を設定しても、それが本来余
裕をもっているものか否かの判断は困難である。

【０００６】この発明の目的は、キューバッファが満杯
状態であっても、送信タスクは待ち状態とならずに直ち
にその処理を終了できるようにして、上述した問題を解
消したプロセス間通信システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、あるプロセ
スに含まれている送信タスクがキューバッファにメッセ
ージデータを送信し、あるプロセスに含まれる受信タス
クがキューバッファからメッセージデータを受信するこ
とによって、プロセス間でメッセージ通信を行うシステ
ムにおいて、キューバッファが満杯のときでも送信タス
クが待ち状態とならないように、請求項１に記載したと
おり、キューバッファが満杯のとき、送信タスクによる
メッセージデータを外部記憶装置に先入れ先出し形式で
一時記憶するメッセージデータ外部記憶手段と、キュー
バッファに空きがあるとき、前記外部記憶装置のメッセ
ージデータを先入れ先出し形式で取り出し、キューバッ
ファへ送信する外部記憶装置メッセージデータ送信手段
とを設ける。

【０００８】また、この発明は、送信タスクだけによら
ずに、前記外部記憶装置に記憶されたメッセージデータ
をキューバッファへ送信するために、請求項２に記載し
たとおり、キューバッファにメッセージデータがなく、
且つキューバッファに空きがあるとき、前記外部記憶装
置に記憶されているメッセージデータを先入れ先出し形
式で取り出し、キューバッファへ送信する手段を受信タ
スクに設ける。

【０００９】ここで、この発明のプロセス構成の例を図
１に示す。図１はある１つのプロセス間通信における１
つの送信タスクと１つの受信タスクについての構成につ
いてのみ示している。請求項１に係るプロセス間通信シ
ステムでは、図１において、送信タスクがキューバッフ
ァに対してメッセージデータを送信する際、キューバッ
ファが満杯のとき、送信タスクによるメッセージデータ
を外部記憶装置に先入れ先出し形式で一時記憶し、キュ
ーバッファに空きが生じたとき、外部記憶装置に既に記
憶されているメッセージデータをキューバッファへ送信
する。さらに請求項２に係るプロセス間通信システムで
は、キューバッファにメッセージデータがなく、且つキ
ューバッファに空きがあるとき、受信タスクが、外部記
憶装置に記憶されているメッセージデータを先入れ先出
し形式で取り出し、キューバッファへ送信する。

【００１０】

【作用】この発明の請求項１に係るプロセス間通信シス
テムでは、メッセージデータ外部記憶手段は、キューバ
ッファが満杯のとき、送信タスクによるメッセージデー
タを外部記憶装置に先入れ先出し形式で一時記憶し、外
部記憶装置メッセージデータ送信手段は、キューバッフ
ァに空きがあるとき、外部記憶装置のメッセージデータ
を先入れ先出し形式で、すなわち最も先に記憶されたメ
ッセージデータから取り出してこれをキューバッファへ
送信する。従って、キューバッファが満杯のときでも、
送信タスクはキューバッファが空くのを待つことなく、
送信すべきメッセージデータを外部記憶装置に記憶し
て、送信タスクとしての処理を終了することができる。
このため、前述したように、メッセージデータ送信の待
ち状態でプロセスが停止することがなく、上述したデッ
ドロックおよびＯＳ機能の破壊が防止される。

【００１１】請求項２に係るプロセス間通信システムで
は、受信タスクがキューバッファからメッセージデータ
を受信する際、受信すべきメッセージデータがキューバ
ッファに無く、且つキューバッファに空きがあるとき、
外部記憶装置に記憶されているメッセージデータを先入
れ先出し形式で、すなわち最も先に記憶されたメッセー
ジデータから取り出し、これをキューバッファへ送信す
る。これにより、受信タスクにおけるメッセージデータ
の受信待ち時間に、空いているキューバッファに対し
て、外部記憶装置に記憶されているメッセージデータが
送信され、メッセージ通信の処理効率が向上する。

【００１２】

【実施例】この発明の実施例であるプロセス間通信シス
テムを適用した監視制御システムの構成をブロック図と
して図２に示す。この例では、監視制御装置と複数の端
末装置とをそれぞれＬＡＮを介して接続することによっ
て監視制御システムを構成し、監視制御装置は複数の端
末装置から各種状態を表すデータを受け取り、また各端
末装置に対して制御用のデータを伝送する。

【００１３】次に、図２に示した監視制御装置の構成を
ブロック図として図３に示す。図３においてＣＰＵ１は
ＲＯＭ２に予め書き込んだプログラムおよびハードディ
スクドライブ装置５またはフロッピーディスクドライブ
装置７からＲＡＭ３にロードしたプログラムを実行す
る。また、ＲＡＭ３はプロセス間通信の際のキューバッ
ファとしてその一部を用いる。ハードディスクドライブ
装置５はこの発明に係る外部記憶装置であり、ハードデ
ィスクコントローラ４がデータの読み書き制御を行う。
フロッピーディスクドライブ装置７はプログラムやデー
タのロードおよびセーブの際に用い、フロッピーディス
クコントローラ６がその制御を行う。ＣＲＴ９は各端末
装置の状態などを表示するために用い、ＣＲＴコントロ
ーラ８がその表示制御を行う。ＬＡＮコントローラ１０
はＬＡＮを介して複数の端末装置との間でデータ伝送制
御を行う。

【００１４】次に、図３に示したハードディスクドライ
ブ装置５内の主要部の基本構成を図４に示す。図４はあ
る１つのプロセス間通信の際に、１つの送信タスクが用
いるデータ構成についてのみ示している。図４において
「バッファ領域」は複数のメッセージデータを記憶する
領域であり、予め十分な領域を確保している。「メッセ
ージ数カウンタ」はバッファ領域に記憶されている現在
のメッセージデータ数を記憶する領域、「書込ポイン
タ」は次回にバッファ領域内にメッセージデータを書き
込むべき位置を示すデータの記憶領域、「読み出しポイ
ンタ」は次回にバッファ領域から読み出すべきメッセー
ジデータの記憶位置を示すデータの記憶領域である。こ
のようなデータ構成を各送信タスク毎に設け、これらの
データ記憶領域を用いて、バッファ領域に対して先入れ
先出し形式でメッセージデータの書込みおよび読み出し
を行う。

【００１５】図５は上記監視制御装置における各種プロ
セスによるメッセージデータの流れの例を示す図であ
る。図５において通信制御回路はＬＡＮを介して端末装
置から伝送されたデータを読み取る。監視プロセスは通
信ドライバを介して通信制御回路が受け取ったデータを
読み取り、表示プロセスおよび故障管理プロセスに対し
それぞれのメッセージデータを送信する。これらのメッ
セージデータはキューバッファに一旦書き込まれる。表
示プロセスは監視プロセスによりキューバッファに送信
されたメッセージデータを受信し、表示すべきデータを
生成して表示ドライバへ出力する。表示ドライバはこれ
によってＣＲＴに対する表示信号を発生する。故障管理
プロセスは監視プロセスから送信されたメッセージデー
タを受信し、所定の処理を行って、他のプロセスに対し
メッセージデータを送信する。

【００１６】図６は図５に示した監視プロセスの処理手
順を示すフローチャートである。まず通信ドライバから
の受信を待ち、通信ドライバから故障データ（端末装置
が何らかの故障を検出した際に、その端末装置から伝送
されてくるデータ）であれば、そのデータを表示プロセ
スに対するメッセージデータおよび故障管理プロセスに
対するメッセージデータとして送信する。（ｎ１→ｎ２
→ｎ３→ｎ４→ｎ５）。通信ドライバから故障データで
はなく、通常の状態変化のデータを受信した場合には、
その状態変化のメッセージデータを表示プロセスおよび
故障管理プロセスに対するメッセージデータとしてそれ
ぞれ送信する（ｎ６→ｎ７）。

【００１７】図７は表示プロセスの処理手順を示すフロ
ーチャートである。まず監視プロセスから送信され、キ
ューバッファに記憶されているメッセージデータを受信
し、端末の故障状態または状態変化の表示を行う（ｎ１
１→ｎ１２→ｎ１３）。その後、他の処理を行って一連
の表示プロセスを繰り返す。

【００１８】図８は故障管理プロセスの手順を示すフロ
ーチャートである。まず監視プロセスから送信され、キ
ューバッファに記憶されているメッセージデータを受信
し、そのデータに応じた故障管理処理を行う（ｎ２１→
ｎ２２→ｎ２３）。その後、他の処理を行って一連の表
示プロセスを繰り返す。

【００１９】次に、図６におけるステップｎ４，ｎ５，
ｎ６，ｎ７に示した送信タスクの手順を総じて１つのフ
ローチャートとして図９に示す。まず外部記憶装置であ
るハードディスクドライブ装置に記憶されているメッセ
ージデータ（以下「ディスクデータ」という。）の有無
をチェックし、ディスクデータが無ければ、今回の送信
すべきメッセージデータを送信する（ｎ３１→ｎ３２→
ｎ３３）。その際、キューバッファが満杯でなければ、
そのまま送信タスクの処理を終了する。ステップｎ３３
の送信で、キューバッファが満杯であることのエラーが
ＯＳから返ってくれば、今回のメッセージデータを新た
なディスクデータとしてハードディスクへ書き込む（ｎ
３４→ｎ３５）。また、ディスクデータのチェックを行
って、ディスクデータが既に存在する場合には、今回送
信すべきメッセージデータをハードディスクへ追加書込
みし、（先入れ先出し形式で書き込み、）その後、後述
するディスクデータ送信処理を行う（ｎ３６→ｎ３
７）。上記ステップｎ３５，ｎ３６がこの発明に係る
「メッセージデータ外部記憶手段」に相当し、ステップ
ｎ３７がこの発明に係る「外部記憶装置メッセージデー
タ送信手段」に相当する。

【００２０】このようにキューバッファが満杯であって
も、メッセージデータをハードディスクに書き込むこと
によって、直ちに送信タスクが終了するため、送信タス
クで待ち状態が発生することがなく、データラッシュ時
におけるプロセスの停止によるデッドロックなどを避け
ることができる。

【００２１】図１０は図９におけるステップｎ３７のデ
ィスクデータ送信処理の手順を示すフローチャートであ
る。まずディスクデータの有無をチェックし、ディスク
データがあれば、そのディスクデータのうち最も古いデ
ータ（最も先に入れたデータ）を送信する。その際、キ
ューバッファが満杯であることのエラーがＯＳから返ら
なければ、再びディスクデータのチェックを行う。この
処理を繰り返すことによって、ディスクデータのうち最
も古いものから順にメッセージデータをキューバッファ
へ送信する。すべてのディスクデータをキューバッファ
へ送信した場合や、キューバッファが満杯となった場合
にこの処理を終了する。

【００２２】図１１は図７および図８に示したステップ
ｎ１１，ｎ２１における受信タスクの手順を示すフロー
チャートである。まず、ＷＡＩＴなしのデータ受信を行
う（ｎ４１）。もし、このタイミングでたまたまキュー
バッファにメッセージデータがあれば、そのデータを読
み取り、この受信タスクを終了する（ｎ４１→ｎ４２→
ＥＮＤ）。もし受信データがなければ、キューバッファ
にメッセージデータが入るのを待つことなく、この時間
を利用して、ディスクデータ送信処理を行う（ｎ４
３）。この処理は図１０に示した処理と同じであり、こ
のステップｎ４３がこの発明の請求項２に係る手段に相
当する。その後、まだディスクデータが存在する場合に
は、この時点で再びＷＡＩＴなしのデータ受信を行い、
受信データがなければ、再びステップｎ４３へ戻る（ｎ
４４→ｎ４５→ｎ４６→ｎ４３）。この処理を繰り返
し、ディスクデータを順次キューバッファへ送信するこ
とによって、ディスクデータがなくなれば、ＷＡＩＴ付
きのデータ受信を行う。すなわちキューバッファにメッ
セージデータが入るまで待ち、メッセージデータが入れ
ばそれを受信する（ｎ４７）。ステップｎ４５またはｎ
４７でデータ受信を行い、その際にＯＳから受信エラー
が返らなければそのまま処理を終了する。もし受信エラ
ーが生じれば、そのエラー表示を行う（ｎ４８→ｎ４
９）。

【００２３】このように、受信タスクにおいても、キュ
ーバッファにメッセージデータがなく且つキューバッフ
ァに空きがあるときに、ディスクデータをキューバッフ
ァへ送信するようにしたため、送信タスクだけでなく受
信タスクによっても、ディスクデータをキューバッファ
へ効率よく転送することができる。

【００２４】

【発明の効果】この発明の請求項１に係るプロセス間通
信システムによれば、キューバッファが満杯のときで
も、送信タスクはキューバッファが空くのを待つことな
く、送信すべきメッセージデータを外部記憶装置に記憶
して、送信タスクとしての処理を終了することができ、
メッセージデータ送信の待ち状態でプロセスが停止する
ことがなく、デッドロックおよびＯＳ機能の破壊が防止
される。

【００２５】請求項２に係るプロセス間通信システムに
よれば、受信タスクにおけるメッセージデータの受信待
ち時間に、空いているキューバッファに対して、外部記
憶装置に記憶されているメッセージデータが送信され、
メッセージ通信の処理効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のプロセス間通信システムのプロセス
構成の例を示す図である。

【図２】この発明の実施例である監視制御システムの構
成を示すブロック図である。

【図３】図２に示す監視制御装置の構成を示すブロック
図である。

【図４】ハードディスク装置内のデータ構成の例を示す
図である。

【図５】監視制御装置の各プロセス間におけるデータの
流れを示す図である。

【図６】図５に示す監視プロセスの処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図７】図５における表示プロセスの処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図８】図５における故障管理プロセスの処理手順を示
すフローチャートである。

【図９】図６におけるステップｎ４，ｎ５，ｎ６，ｎ７
の送信タスクの処理手順を示すフローチャートである。

【図１０】図９および図１１におけるディスクデータ送
信処理の手順を示すフローチャートである。

【図１１】図７および図８におけるステップｎ１１，ｎ
２１の受信タスクの処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図１２】従来のプロセス間通信システムのプロセス構
成図である。

【図１３】各プロセス間における通信の例を示す図であ
る。

【図１４】図１３におけるプロセスＹの処理手順を示す
フローチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キューバッファにメッセージデータを送
   信する送信タスクを含むプロセスを実行する手段と、キ
   ューバッファからメッセージデータを受信する受信タス
   クを含むプロセスを実行する手段とを備え、キューバッ
   ファを介して、プロセス間でメッセージの通信を行うプ
   ロセス間通信システムにおいて、 キューバッファが満杯のとき、送信タスクによるメッセ
   ージデータを外部記憶装置に先入れ先出し形式で一時記
   憶するメッセージデータ外部記憶手段と、キューバッフ
   ァに空きがあるとき、前記外部記憶装置のメッセージデ
   ータを先入れ先出し形式で取り出し、キューバッファへ
   送信する外部記憶装置メッセージデータ送信手段とを送
   信タスクに設けたことを特徴とするプロセス間通信シス
   テム。
2. 【請求項２】 キューバッファにメッセージデータがな
   く、且つキューバッファに空きがあるとき、前記外部記
   憶装置に記憶されているメッセージデータを先入れ先出
   し形式で取り出し、キューバッファへ送信する手段を受
   信タスクに設けた請求項１記載のプロセス間通信システ
   ム。