JP2001256185A - マルチプロセスシステムにおけるプロセス間通信管理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】システム管理プロセスを設け、常時プロセスの
状態を監視・把握することにより、メッセージによるプ
ロセス間通信のデッドロック、無駄な待ち状態に陥るこ
とを回避し、システム全体の可用性向上に寄与する。 【解決手段】全てのプロセス状態をプロセス管理テ−ブ
ル８に格納し、また異常が発生した場合に受信を解除す
るための割込みシグナル２０を送出するシステム管理プ
ロセス７による、プロセス間通信管理方式を備えたトラ
ンザクション処理システム２２であり、端末（入出力装
置）１aおよび１b毎に対応する端末制御プロセス２aお
よび２bと、デ−タベ−ス９毎に対応する業務処理プロ
セス5とがお互いに同期型のプロセス間通信を行うこと
で業務処理を遂行するマルチプロセスの構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチプロセスに
よる処理システムにおいて、メッセージによるプロセス
間通信の管理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一つのプロセスに対して一つの受
信用メッセージキューを割り当てる。

【０００３】端末制御プロセスは業務プロセスが生成し
たメッセージキューに対して業務処理要求を送信すると
共に、端末制御プロセス自ら生成したメッセージキュー
から業務処理プロセスが業務処理要求を受理した旨を書
き込んだ応答メッセージを受信する。

【０００４】一方、業務処理プロセスは自ら生成したメ
ッセージキューから業務処理要求を受信し、業務処理要
求を受理したことを示す旨を書き込んだメッセージを端
末制御プロセスが生成したメッセージキューに送信す
る。上記技術により業務処理が開始され、かつ端末制御
プロセスは要求処理が正常に開始されたことを知るわけ
である。

【０００５】また、業務処理プロセスは業務処理終了
後、業務処理結果を端末制御プロセスのメッセージキュ
ーに対して送信すると共に、業務処理プロセスが自ら生
成したメッセージキューから端末制御プロセスが業務処
理結果を受信したことを知らせるための応答メッセージ
を受信する。

【０００６】一方、端末制御プロセスは業務処理要求を
行っている業務処理プロセスからの業務処理結果メッセ
ージを端末制御プロセス自ら生成したメッセージキュー
から受信すると共に、業務処理プロセスが生成したメッ
セージキューに対して業務処理結果を受信したことを知
らせるための応答メッセージを送信する。上記技術によ
って端末制御プロセスは業務処理の結果を知り、端末に
結果を出力することができ、かつ業務処理プロセスは結
果報告が正しく伝わったことを知るわけである。

【０００７】このような同期通信によって逐次業務処理
を遂行しているマルチプロセスシステムにおいて、例え
ば端末制御プロセスが業務処理プロセスから業務処理結
果を受信したことを知らせるための応答メッセージを送
信する以前に異常終了した場合、業務処理プロセスは端
末制御プロセスからの応答メッセージを受信することを
待ち続けるので、このままでは業務処理プロセスはデッ
ドロック状態に陥ってしまうが、メッセージ受信時は一
定時間後に受信状態が解除されるタイマーを設定し、こ
の設定時間を経過した場合は一旦プロセスに処理が戻る
ようして、一旦処理が戻された業務処理プロセスは、シ
ステム管理プロセスが更新したプロセス間通信管理テー
ブルを参照し、端末制御プロセスの状態が正常な場合は
再度タイマーを設定した再受信処理を行い、また異常終
了を示していた場合は同期受信を行わず、次の業務処理
要求の受信を行うようにすることによってデッドロック
を防いでいた。

【０００８】このようなプロセス間の同期通信に関する
例として、特開平６−１１０８３２号「メッセージ通信
管理方式」が知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術ではプロセ
ス間同期通信の応答メッセージ受信のタイムアウト値を
どの辺りに設定するかが難しい。

【００１０】もし、本来の応答処理時間よりも短いタイ
ムアウト値を設定した場合は、頻繁に再受信処理が発生
しCPU負荷率が上がってしまう。

【００１１】また、もし本来の応答処理時間よりも長す
ぎるタイムアウト値の場合や、通常のCPU負荷状態では
必要十分なタイムアウト値であるが、全体のCPU負荷率
が高いことにより一時的に応答が遅れた場合では、新た
な業務処理の要求が長時間待たされることとなり、トラ
ンザクション処理システムの性能に重大な影響を与えて
しまうことになる。

【００１２】本発明の目的は、前記従来技術の課題であ
るプロセス間同期通信中の応答プロセスが異常終了した
場合のデッドロック防止策が抱える課題を解決し、新し
い業務処理の受付けを滞りなく行えるトランザクション
処理システムを実現し、さらに一方通行のメッセージ送
信を目的としたプロセス間通信においても、送信相手プ
ロセスの状態異常がその場で把握できることで、受信プ
ロセス不在が原因によるデッドロックに陥ることを回避
するプロセス間通信の管理方式を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】先述の課題を解決するた
めに本発明が提案するプロセス間通信管理方式は、タイ
ム・シェアリング・システムなどによるマルチユーザ／
マルチタスクであるOS配下で、例えばデータベースを集
中管理するデータベース管理システムと、ユーザインタ
フェースを担う端末装置毎の入出力を制御する端末制御
プロセスと、端末制御プロセスからの要求によって前記
データベース管理システムに対してトランザクション要
求を行うことによって業務を遂行する業務処理プロセス
と、システム内の全てのプロセス状態情報を持つプロセ
ス管理テーブルと、システム内の全てのプロセス状態を
監視し、その状態情報を前記プロセス管理テーブルに格
納するシステム管理プロセスと、前記端末制御プロセス
と前記業務処理プロセスとの間でプロセス間通信を行う
ために使用し、前記業務処理プロセス毎に存在するメッ
セージキューと、メッセージ送信時に送信先メッセージ
キューが満杯であったり応答メッセージが送信されない
などでも指定時間が経過すると送信および受信を解除し
処理をプロセスに戻すタイマー機構を有するプロセス間
同期通信とを備えた、マルチプロセス方式のトランザク
ション処理システムにおいて、プロセス間同期通信の始
まりである送信時に予めプロセス管理テーブルを参照し
て送信相手の状態を確認し、もし異常終了していた場合
は同期通信を解除する手段と、送信時は送信相手のプロ
セス状態が正常でありプロセス間同期通信が開始された
場合、同期通信処理がタイマーの設定時間内であって
も、システム管理プロセスが端末制御プロセスの異常終
了を検出した場合は受信処理を即時中断させる手段と、
異常終了したプロセスのメッセージキューを削除する手
段と、相手プロセスの異常終了によるプロセス間通信の
中断あるいはタイマー設定時間を経過したことにより処
理が戻された業務処理プロセスのプロセス間同期通信管
理は、中断または応答の遅れによるタイムアウトが発生
した旨をロギングし、システム状態異常が起こっている
ことをシステム管理者に知らせる手段と、プロセス間同
期通信を解除して業務処理プロセスに完全に処理を戻す
手段と、遅れて送信されてきた同期通信の応答メッセー
ジによって次回のプロセス間同期通信に悪影響を与えな
いために、プロセス間通信毎にインクリメントされるシ
リアル番号を格納したメッセージを送受信させる手段
と、応答メッセージ受信時にシリアル番号を参照し、古
い応答メッセージであることを認識した場合はこの応答
メッセージを削除し引き続き応答メッセージ受信待ち状
態とする手段とを備えることを特徴とする。

【００１４】上記手段によって、例えば端末制御プロセ
スが業務処理プロセスから業務処理結果を受信した後に
受信したことを知らせるための応答メッセージを送信す
る以前に異常終了した場合でも、業務処理プロセスは端
末制御プロセスからの応答メッセージを受信することを
待ち続けるので、通常は業務処理プロセスはタイマー設
定した時間停止状態に陥ってしまうような状況である
が、タイマーの設定時間内であっても、システム管理プ
ロセスが端末制御プロセスの異常終了を検出した場合は
即時に業務処理プロセスに制御が戻るので、無駄な待ち
時間が発生しない。

【００１５】また、端末制御プロセスは異常終了してい
ないが、なんらかの理由によりタイマー設定値の時間内
に応答メッセージが帰ってこない場合は、ロギングを採
取した後、業務処理プロセスは一旦端末制御プロセスへ
の業務処理結果の報告処理を正常に終了したこととし
て、新しい業務処理要求の受付け処理を遂行し、前述と
同様に業務処理結果の報告を端末制御プロセスに対して
行うが、このとき、もし前回の端末制御プロセスからの
応答メッセージが遅れて送信されることによって業務処
理プロセスのメッセージキューに格納されていた場合で
も、シリアル番号によるメッセージの正当性がプロセス
間通信管理機能によって確認されるため、誤った古い応
答メッセージを受信してしまうことが無い。

【００１６】これにより、もし今回の業務処理結果報告
においても異常が発生した場合にも、その状況が正しく
把握できることとなる。このように同期通信のデッドロ
ックを防ぐと同時に、プロセス間同期通信異常を確実に
検出し、さらに新しい業務処理要求を滞りなく受付け、
その後の業務処理結果の報告も正常に行えるわけであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面に
より詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例である、複数のプ
ロセスが、メッセージによるプロセス間通信管理方式を
利用して連係動作するによるトランザクション処理シス
テムの構成図である。

【００１９】本プロセス間通信管理方式を使用するトラ
ンザクション処理システム２２は、端末（入出力装置）
１aおよび１ｂと、端末制御プロセス２ａおよび２ｂ
と、メッセージキュー３ａ、３ｂおよび４と、業務処理
プロセス５と、データベース管理システム６と、システ
ム管理プロセス７と、プロセス管理テーブル８と、デー
タベース９と、端末（入出力装置）１ａおよび１ｂと端
末制御プロセス２ａおよび２ｂ間の通信経路１０ａおよ
び１０ｂと、端末制御プロセス２ａおよび２ｂから業務
処理プロセス５のメッセージキュー４へのプロセス間同
期通信メッセージ送信１１ａおよび１１ｂと、業務処理
プロセス５のプロセス間同期通信メッセージ受信１２
と、業務処理プロセス５とデータベース管理システム６
間の通信経路１３と、データベース管理システム６のデ
ータベース９操作経路１４と、業務処理プロセス５から
端末制御プロセス２ａおよび２ｂのメッセージキュー３
ａおよび３ｂへのプロセス間同期通信メッセージ送信１
５ａおよび１５ｂと、端末制御プロセス２ａおよび２ｂ
のプロセス間同期通信メッセージ受信１６ａおよび１６
ｂと、システム管理プロセス７によるプロセス管理テー
ブル参照・更新経路１７と、端末制御プロセス２ａおよ
び２ｂからプロセス管理テーブル８の参照経路１８と、
業務処理プロセス５からプロセス管理テーブル８の参照
経路１９と、割込みシグナル２０および、現在シリアル
番号２１から構成されている。

【００２０】なお、各メッセージキュー３ａ、３ｂおよ
び４は、業務処理要求および業務処理結果と、各々の応
答メッセージ、即ち同期通信の要求側と応答側のメッセ
ージは別の種類のメッセージとして取り扱えるものであ
り、例えば業務処理プロセス５が端末制御プロセス２ａ
および２ｂからの応答メッセージ受信待ちの時に、もし
端末制御プロセス２ａおよび２ｂから新たな業務処理要
求が送信されたとしてもこれを受信することはない仕様
のものである。

【００２１】また全てのメッセージキューは先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）方式に従うものである。

【００２２】図２は、プロセス管理テーブル８の詳細を
示す図である。トランザクション処理システム２２の全
てのプロセス毎にユニークな値として割り当てられたプ
ロセス識別ID８０と、各々のプロセス状態８１および、
同期通信相手先プロセス識別子８２が格納されている。
プロセス状態８１は、各プロセスの起動、正常終了およ
び異常終了時毎にシステム管理プロセス７によってそれ
ぞれ“ACTIVE”、“STOP”および“ABORT”に更新され
る。またプロセス状態８１は、端末制御プロセス２ａお
よび２ｂから、業務処理プロセス５のメッセージキュー
４へのプロセス間同期通信メッセージ送信１１ａおよび
１１ｂと、業務処理プロセス５から端末制御プロセス２
ａおよび２ｂのメッセージキュー３ａおよび３ｂへのプ
ロセス間同期通信メッセージ送信１５ａおよび１５ｂに
おいて、送信先プロセスの状態確認のために参照され
る。

【００２３】また、同期通信相手先プロセス識別子８２
には、プロセス間同期通信を行う場合の同期通信相手
先、即ち応答メッセージを返信すべきプロセスのプロセ
ス識別子８２が格納される。

【００２４】図３は、プロセス間通信で送受信されるメ
ッセージの内容を示す図である。メッセージは送信先の
プロセス識別ID９０と、送信元のプロセス識別ID９１
と、同期通信の場合に要求と応答の対を確定するための
シリアル番号９２と、メッセージが要求側であるか応答
側であるかを識別するための要求・応答の別９３およ
び、データ９４が、プロセス間通信時に格納される。特
にシリアル番号９２は、プロセス間同期通信の要求送信
時に現在シリアル番号２１を＋１インクリメントしたユ
ニークな番号を格納し、応答側はこれを変更せずそのま
ま返すことで、要求送信側が受け取った応答メッセージ
が自分の要求に対して宛てたものであるかどうかを判断
するためのものである。なお、自分宛ての応答メッセー
ジであるかどうかを確認する方式は、送信先のプロセス
識別ID９０、送信元のプロセス識別ID９１を利用する方
法も考えられるが、もし先行の業務処理要求、即ち異常
終了したプロセスと、後続の業務処理要求を行った業務
処理プロセスが同じ場合は、メッセージの新旧を判断で
きないため、シリアル番号は必須である。

【００２５】端末制御プロセス２ａおよび２ｂは、端末
（入出力装置）１ａおよび１ｂ毎に存在する。各端末制
御プロセス２ａおよび２ｂ毎と、業務処理プロセス５に
はそれぞれメッセージ受信用のメッセージキュー３ａ、
３ｂおよび４が存在する。

【００２６】今、ユーザが端末（入出力装置）１ａから
業務処理要求を行ったと仮定して、以降のプロセス連係
動作、即ちトランザクション処理の過程を説明する。

【００２７】端末制御プロセス２ａは端末（入出力装
置）１ａからの業務処理要求１０ａを受け取ると、プロ
セス間同期通信メッセージ送信１１ａを使用して業務処
理プロセス５のメッセージキュー４に対して業務処理要
求を送る。業務処理プロセス５は、自プロセスのメッセ
ージキュー４に送られた業務処理要求メッセージをプロ
セス間同期通信メッセージ受信１２によって受け取る
と、要求を受理した旨の応答メッセージをプロセス間同
期通信メッセージ送信１５ａによって端末制御プロセス
２ａのメッセージキュー３ａに送り返し、この応答メッ
セージを端末制御プロセス２ａがプロセス間同期通信メ
ッセージ受信１６ａによって受け取ることによって、先
ず業務処理要求の流れが完了する。この後、業務処理プ
ロセス５は、データベース管理システム６に通信経路１
３を用いてデータベース操作を依頼し、データベース管
理システム６の処理完了を待つ。この後、業務処理プロ
セス５はデータベース管理システム６から通信経路１３
によって完了報告を受付けると、業務処理結果報告とし
てプロセス間同期通信メッセージ送信１５ａを用いて端
末制御プロセス２ａのメッセージキュー３ａに送り込む
が、この時プロセス間同期通信メッセージ送信１５ａ
は、プロセス管理テーブル８を参照し、送信先プロセス
である端末制御プロセス２ａの状態を確認して、もし正
常であれば業務処理結果の送信を行う。

【００２８】しかし、もし端末制御プロセス２ａの異常
終了、あるいは停止状態を検出した場合は、その旨をロ
ギングして、プロセス間同期通信を終了させ、端末制御
プロセス２ａとの関係を解除することによって、次の新
しい業務処理要求受付け状態に移行できる。

【００２９】また、業務処理結果の送信先プロセスであ
る端末制御プロセス２ａの状態を確認した結果正常であ
った場合は、業務処理結果を送信し、プロセス間同期通
信メッセージ受信１２によってタイマー指定値の時間が
経過するまで端末制御プロセス２ａからの応答メッセー
ジを待つことになるが、端末制御プロセス２ａが応答メ
ッセージを送り返すまでに異常終了した場合は、即時に
システム管理プロセス７によってプロセス管理テーブル
８が参照され、同期通信相手先プロセス識別子８２に格
納されているプロセスに対して、割込みシグナル２０が
通知されるため、業務処理プロセス５のプロセス間同期
通信メッセージ受信１２が中断させられ、業務処理プロ
セス５に制御が戻ることによって端末制御プロセス２ａ
との関係を解除し、次の新しい業務処理要求受付け状態
に移行できる。

【００３０】さらに、業務処理結果の送信先プロセスで
ある端末制御プロセス２ａの状態を確認した結果、正常
であった場合は業務処理結果を送信し、プロセス間同期
通信メッセージ受信１２によって最大タイマー指定値の
時間が経過するまで端末制御プロセス２ａからの応答メ
ッセージを待つことになるが、何らかの原因で端末制御
プロセス２ａの処理に時間が掛かり、タイマー指定値の
時間内に処理が終了しなかった場合は、業務処理プロセ
ス５によるプロセス間同期通信メッセージ受信１２はタ
イムアウトで処理が戻ることとなる。この場合は、タイ
ムアウトを示すロギングを採取した後、端末制御プロセ
ス２ａからの応答メッセージが正常に送られてきたと見
なすことで、端末制御プロセス２ａとの関係は解除さ
れ、次の新しい業務処理要求受付け状態に移行できる。

【００３１】なお、タイムアウトとなった場合には、遅
れて端末制御プロセス２ａから応答メッセージが業務処
理プロセス５のメッセージキュー４に送られてくること
が問題となる。何故問題となるのかを説明すると、次の
新しい業務処理要求が端末（入出力装置）１ｂから行わ
れたと仮定して、これに係わる一連のメッセージのやり
取りにおいても、最後は同様に端末制御プロセス２ｂか
らの業務処理結果報告に対する応答メッセージが業務処
理プロセス５のメッセージキュー４に送られる仕組みは
変らないため、当然業務処理プロセス５は、プロセス間
同期通信メッセージ受信１２によってメッセージを受け
取ろうとする。ところが、もしこの時に端末制御プロセ
ス２ｂにおいても何か問題が発生していて、実はタイマ
ー設定値の時間内に応答メッセージが返せない状況であ
ったとしても、もしこのタイマー値の時間経過よりも早
く端末制御プロセス２ａの応答メッセージが送られてき
てしまうと、この応答メッセージを端末制御プロセス２
ｂからのものと誤認識することとなり、端末制御プロセ
ス２ｂの遅延の事実が隠蔽されてしまうことになる。し
たがって、この問題を回避するために、プロセス間同期
通信の送信では、メッセージに格納したシリアル番号を
覚えておき、その後受信した応答メッセージ内のシリア
ル番号と一致していることを確認する。ここで、もし一
致していれば、正しい組み合わせの応答メッセージを受
信したことになるので、プロセス間同期通信を正常に終
了させる。しかし、もしシリアル番号が一致しない場合
は古い応答メッセージが遅れて送られてきたと判断し、
指定されたタイマー値から古い応答メッセージを受信す
るまでに消費された時間を差し引いた値を新たなタイマ
ー値として設定し、再度受信状態に移行させる。

【００３２】

【発明の効果】上記で説明した技術によって、全プロセ
スの状態が常に監視され、かつその状態を格納するプロ
セス管理テーブルを設けることで、異常終了プロセスと
のプロセス間同期通信を行っているプロセスのデッドロ
ックと、無用な待ち状態に陥ることを回避できるため、
システム可用性向上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のプロセス間通信管理方式に
よるトランザクション処理システムの構成図。

【図２】図１のプロセス管理テーブル８の内容例を示す
図。

【図３】図１のプロセス間通信メッセージ送信１１ａ他
で取り扱うメッセージの内容例を示す図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…端末（入出力装置）、２ａ，２ｂ…端末制
御プロセス、３ａ，３ｂ，４…メッセージキュー、５…
業務処理プロセス、６…データベース管理システム、７
…システム管理プロセス、８…プロセス管理テーブル、
９…データベース、１０ａ，１０ｂ…端末および端末制
御プロセス間通信経路、１１ａ，１１ｂ…端末制御プロ
セスから業務処理プロセスのメッセージキューへのプロ
セス間同期通信メッセージ送信、１２…業務処理プロセ
スのプロセス間同期通信メッセージ受信、１３…業務処
理プロセスとデータベース管理システム間の通信経路、
１４…操作経路、１５ａ，１５ｂ…業務処理プロセスか
ら端末制御プロセスのメッセージキューへのプロセス間
同期通信メッセージ送信、１６ａ，１６ｂ…端末制御プ
ロセスのプロセス間同期通信メッセージ受信、１７…シ
ステム管理プロセスによるプロセス管理テーブル参照・
更新経路、１８…端末制御プロセスからプロセス管理テ
ーブルの参照経路、１９…業務処理プロセスからプロセ
ス管理テーブルの参照経路、２０…割込みシグナル、２
１…現在シリアル番号、２２…トランザクション処理シ
ステム、８０…プロセス識別ＩＤ、８１…プロセス状
態、８２…同期通信相手先プロセス識別子、９０…送信
先のプロセス識別ＩＤ、９１…送信元のプロセス識別Ｉ
Ｄ、９２…同期通信の要求と応答の対を確定するための
シリアル番号、９３…メッセージが要求であるか応答で
あるかを識別するための要求・応答の別、９４…デー
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 勝 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立インフォメーションテクノロジー内 Ｆターム(参考） 5B042 GA23 GB01 GC10 JJ14 JJ23 KK04 KK12 5B085 BA07 CA04 5B098 AA05 GA02 GA04 GB01 GC16 GD01 GD27 JJ03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイム・シェアリング・システムなどに
   よるマルチユーザ／マルチタスクであるOSの配下で、例
   えばデータベースを集中管理するデータベース管理シス
   テムと、ユーザインタフェースである端末毎の入出力を
   制御する端末制御プロセスと、端末制御プロセスからの
   要求によって前記データベース管理システムに対してト
   ランザクション要求を行うことによって業務を遂行する
   業務処理プロセスと、前記端末制御プロセスと前記業務
   処理プロセスとの間でプロセス間通信を行うために使用
   し、前記端末制御プロセスおよび業務処理プロセス毎に
   存在するメッセージキューとを備えた、マルチプロセス
   方式により実現されるトランザクション処理システムに
   おいて、 前記制御端末プロセスと前記業務処理プロセスを含む全
   ての状態を管理するシステム管理プロセスと、システム
   管理プロセスによって各プロセスの状態が格納されるプ
   ロセス管理テーブルを設け、何れかのプロセスの異常終
   了のために同期通信処理が行えないことによって、正常
   なプロセスがデッドロック状態または新規要求の受付け
   不可となることを回避し、また一方通行のメッセージ送
   信を目的としたプロセス間通信においても、送信相手プ
   ロセスの状態異常がその場で把握できることで、受信プ
   ロセス不在が原因によるデッドロックに陥ることを回避
   することを特徴とするプロセス間通信管理方式。