JPH09330239A - 排他制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数タスクが並行して動作する計算機システム
のタスク間排他制御において、逐次使用資源の共用使用
が頻繁に要求されるとき、排他制御オーバヘッドを削減
して共用使用を高速化する。 【解決手段】逐次使用資源毎に各タスクの使用状態と、
排他的使用要求の数と、共用使用しているタスクの数を
管理し、排他的使用要求がないならば、資源使用状態と
共用使用タスク数を更新して資源の共用使用権を取得、
解放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタスク間の排他制御
方法に関し、特に複数のタスクが頻繁に資源を共用使用
する場合に適した排他制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の排他制御方法として、オペレーテ
ィング・システムへの構造的アプローチ（下巻）第７３
６ページから第７５７ページに記述されているように、
タスクが資源に対して使用要求を出したときに、その要
求を表す要求ブロックを作成してＦＩＦＯ方式の待ち行
列につなぐことにより、要求順に資源の使用権をタスク
に与える方法がある。

【０００３】この方法は、待ち行列の先頭の要求が排他
的使用であるときは先頭の要求を出したタスクだけに排
他的使用権を与え、先頭が共用使用要求であるときは、
この要求以後、最初に排他的使用が要求されるまでの間
に、共用使用を要求したタスクに共用使用権を与えるも
のである。また、タスクが資源の使用権を解放するとき
に、そのタスクの要求ブロックを待ち行列から外し、要
求ブロック領域を解放し、このとき、資源を使用してい
るタスクがないならば、次のタスクに使用権を与えるも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、資
源の共用使用が頻繁に要求される場合の性能について考
慮されておらず、資源の共用使用だけが連続して複数の
タスクから要求される場合でも、要求ブロックの生成と
待ち行列への追加、及び要求ブロックの待ち行列からの
削除と解放を行うため、共用使用時のオーバヘッドが排
他的使用時と同程度となるという問題があった。本発明
の目的は、排他的使用が要求されていないときの、共用
使用権の取得と解放のオーバヘッドを削減し、逐次使用
資源の共用使用を高速化することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数タスクが
並行して動作する計算機システム上でのタスク間排他制
御方法において、資源毎にタスクの資源使用状態を記録
し、排他的使用要求の数と共用使用しているタスク数を
管理し、資源の排他的使用要求がない場合、タスクの資
源使用状態と共用使用タスク数を更新するだけで資源の
共用使用権を取得、解放するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に本発明の一実施例を図面を用
いて詳細に説明する。

【０００７】図１は本発明を用いたタスク間の排他制御
の動作を示す図である。図２は逐次使用資源を管理する
資源管理テーブルと待ち行列の構成図である。図３はタ
スクの資源使用状態を記録するビットマップ領域の構成
図である。図４は共用使用権を取得する手順、図５は排
他的使用権を取得する手順、図６は使用権を解放する手
順を示すフローチャートである。

【０００８】図１において、１、２はタスクで、１０は
資源管理テーブル、２０は排他制御処理プログラムであ
る。タスク１が資源Ａに対して共用使用を要求すると
（ステップ３）、共用使用権の取得処理３０が実行さ
れ、資源Ａの使用権解放を要求すると（ステップ４）、
使用権の解放処理５０が実行される。同様に、タスク２
が排他的使用を要求すると（ステップ５）、排他的使用
権の取得処理４０が実行される。排他制御処理２０は指
定された資源Ａの管理テーブルを参照、更新して使用権
の取得、解放を実現する。排他制御処理２０は資源毎に
逐次的に実行され、同じ資源に対する複数の使用権取得
処理や解放処理が同時に実行されることはない。

【０００９】図２において、資源管理テーブル１０は、
共用カウンタ１１、排他的要求カウンタ１２、待ち行列
の先頭ポインタ１３、待ち行列の末尾ポインタ１４、ビ
ットマップ領域１５を持つ。共用カウンタ１１は、資源
を共用使用しているタスクの数を記録する。排他的要求
カウンタ１２は、資源の排他的使用要求の数、すなわ
ち、資源を排他的に使用しているタスクと排他的使用要
求を出して待ち状態になっているタスクの合計数を記録
する。待ち行列１６には、排他的使用を要求した資源が
既に他タスクにより使用されている場合、または、共用
使用を要求した資源が既に他タスクにより排他的に使用
されている場合に、資源の使用権が与えられず待ち状態
になったタスクの使用要求が、要求ブロック１６１，１
６２，．．．，１６ｎの形で要求順に保持されている。

【００１０】図３のビットマップ領域１５は各タスクの
資源使用状態を記録する。１つのタスクにつき２ビット
の使用状態ビットが割り当てられている。その２ビット
が００のとき、該タスクは該資源に対して使用も要求も
していないことを、０１のとき、共用使用していること
を、１０のとき、排他的に使用していることを、１１の
とき、該タスクは使用権が与えられるのを待っているこ
とを示している。

【００１１】次に資源の使用権を取得する手順、解放す
る手順を図４、図５、図６を用いて説明する。図４の共
用使用権の取得手順では、まず排他的要求カウンタ１２
の値を調べ（ステップ３１）、その値が０のときは、共
用カウンタ１１の値に１を加算して（ステップ３２）ビ
ットマップ領域１５の該タスクの使用状態ビットを０１
にし（ステップ３３）、タスクに共用使用権を与える。
排他的要求カウンタ１２の値が０でないときは、ビット
マップ領域１５の該タスクの使用状態ビットを１１にし
（ステップ３４）、要求ブロックを作成して（ステップ
３５）待ち行列１６に登録し（ステップ３６）、タスク
を待ち状態とする（ステップ３７）。

【００１２】図５の排他的使用権の取得手順では、まず
他の要求があるかどうかを調べ（ステップ４１）、要求
タスクがないときは、排他的要求カウンタ１２の値に１
を加算して（ステップ４２）ビットマップ領域１５の該
タスクの使用状態ビットを１０にし（ステップ４３）、
タスクに排他的使用権を与える。要求タスクがあるとき
は、排他的要求カウンタ１２の値に１を加算して（ステ
ップ４４）ビットマップ領域１５の該タスクの使用状態
ビットを１１にし（ステップ４５）、要求ブロックを作
成して（ステップ４６）待ち行列１６に登録し（ステッ
プ４７）、タスクを待ち状態とする（ステップ４８）。

【００１３】図６の使用権解放手順では、まずビットマ
ップ領域１５の該タスクの使用状態ビットを調べ（ステ
ップ５０２、５０４）、それが０１の時は、共用カウン
タ１１の値から１を減算し（ステップ５０３）、１０の
時は、排他的要求カウンタ１２の値から１を減算する
（ステップ５０５）。その後、使用状態ビットを００に
する（ステップ５０６）。待ち行列１６に要求ブロック
がないときは、これで資源の使用権解放処理が終了す
る。

【００１４】次に、待ち行列１６の先頭要求１６１を調
べる（ステップ５０７）。共用使用要求であれば（ステ
ップ５０８）、その要求を出したタスクに共用使用権を
与えるため、共用カウンタ１１の値に１を加算し（ステ
ップ５０９）、ビットマップ領域１５の該タスクの使用
状態ビットを０１にする（ステップ５１０）。その後、
待ち行列１６の先頭の要求ブロック１６１を削除して
（ステップ５１１）該タスクの実行を再開させる（ステ
ップ５１２）。これを、待ち行列１６に要求ブロックが
なくなるか、または待ち行列１６の先頭が排他的使用要
求になるまで繰り返す。

【００１５】待ち行列１６の先頭要求が排他的使用の時
は、共用カウンタ１１の値を調べ（ステップ５１３）、
その値が０ならばその要求を出したタスクに排他的使用
権を与える。そのため、ビットマップ領域１５の該タス
クの使用状態ビットを１０にし（ステップ５１４）、待
ち行列１６の先頭の要求ブロック１６１を削除して（ス
テップ５１５）該タスクの実行を再開させる（ステップ
５１６）。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、タスクが逐次使用資源
に対して、排他的使用要求がないときに共用使用を要求
した場合、要求ブロック作成、解放処理と待ち行列操作
処理を行わずに、タスクの使用状態と共用使用タスク数
を更新するだけで資源の共用使用権の取得、解放ができ
るので、資源の共用使用処理が高速になるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を用いたタスク間の排他制御の動作を示
す図である。

【図２】本発明に係る逐次使用資源の管理テーブルの構
成図である。

【図３】図２におけるビットマップ領域の詳細を示す図
である。

【図４】資源の共用使用権を取得する処理手順の１実施
例を示すフローチャートである。

【図５】資源の排他的使用権を取得する処理手順の１実
施例を示すフローチャートである。

【図６】資源の使用権を解放する処理手順の１実施例を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，２…タスク、１０…資源管理テーブル、２０…排他
制御処理、１５…ビットマップ領域、
１６…待ち行列、１６１，．．．，１６ｎ…要求ブロッ
ク、 ３０…共用使用権の取得手順、４０…排他的使用
権の取得手順、 ５０…使用権の解放手順。

フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼山 由人 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地株式 会社日立製作所ソフトウェア開発本部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のタスクが並行して動作することが可
   能な計算機システム上でのタスク間排他制御方法におい
   て、逐次使用を必要とする資源毎にタスクの資源使用状
   態をメモリ上に記録するステップと、資源に対する排他
   的使用要求の数と資源を共用使用しているタスクの数を
   管理するステップを有し、資源に対する排他的使用要求
   がない場合は、前記のタスクの資源使用状態と共用使用
   タスク数を更新することにより高速に資源の共用使用権
   を取得及び解放するステップを有することを特徴とする
   排他制御方法。