JP2967999B2 - プロセスの実行多重度制御処理装置 - Google Patents

プロセスの実行多重度制御処理装置

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【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 待ち要求の数等の変化に応じて実行多重度を変更する
プロセスの実行多重度制御処理装置に関し, プロセスについての待ち要求の数及び空きスレッドの
数の変化に応じてプロセスの実行多重度を動的に変更可
能と することを目的とし, 複数のスレッドにより処理要求を実行するプロセスを
備えたデータ処理システムにおいて、 前記スレッド数を変更する多重度変更部と、 一定時間間隔でプロセスに対する待ち要求数を監視す
るモニタリング機構部と、 前記モニタリング機構部で監視する待ち要求数が増加
している場合、前記多重度変更部にスレッド数の増加を
指示すると共に前記モニタリング機構部に監視時間間隔
を短くするよう指示し、待ち要求数が減少している場合
には、前記多重度変更部にスレッド数の減少を指示する
と共に前記モニタリング機構部に監視時間間隔を長くす
るよう指示するフィードバック機構部 から構成されるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は,プロセスの実行多重度制御処理装置に関
し,更に詳しくは,待ち要求の数等の変化に応じて実行
多重度を変更するプロセスの実行多重度制御処理装置に
関する。
データ処理システムの導入及び運用にあたっては,当
該システムの処理のスループットを向上させ,かつこれ
を一定に保つことが必要となる。このスループットはプ
ロセスの実行多重度をどのように設定するかによって左
右される。
〔従来の技術〕
従来はプロセスがある一定の時間内で処理可能な最大
の要求受付数を設定することにより,プロセスの実行多
重度を設定していた。
この設定は,外部から人手により,前記最大の要求受
付数をシステムパラメタとしてシステムファイルに設定
することによって行われる。即ち,実行多重度は静的
(固定的)に設定される。
プロセスは,その実行多重度の数だけの要求を,当該
システムの資源を用いて,タイムシェアリングにより並
列して(多重に)実行する。従って,プロセスは,その
実行多重度の数だけの実行単位(以下スレッドという)
を持ち,スレッドの数だけの要求を多重に実行すると言
うことができる。このために,各スレッドにはシステム
資源が割当てられる。一方,プロセスに対する要求の数
が実行多重度の数即ちスレッドの数を越えると,当該上
回った分の要求が処理待ちの状態とされる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述の従来技術によれば,プロセスの実行多重度を動
的に変更することができない。このため,プロセスに対
する負荷が実行多重度より大きい場合には,処理待ち要
求が増加してシステム全体のスループットが低下してし
まう。逆に,プロセスに対する負荷が実行多重度より小
さい場合には,空きスレッド(要求を実行していないス
レッド)が増加してシステム資源の使用効率が低下して
しまう。
一方,このような問題があっても,実時間処理を必要
とするアプリケーションの実行に際して,システムパラ
メタを変更して対応することは,システムファイルの書
替えを伴うため実質的に不可能である。
また,以上のような理由から,プロセスの実行多重度
の設定については,スループットやシステム資源の低下
をできるだけ良くするために最大負荷予測値に基づいて
調整することが必要となり,経験を積んだ人間にしかで
きないという問題を生じていた。そして,このことは,
データ処理システムの導入から運用開始までに必要な作
業の中でのボトルネックとなっていた。
本発明は,プロセスについての待ち要求の数及び空き
スレッドの数の変化に応じてプロセスの実行多重度を動
的に変更可能としたプロセスの実行多重度制御処理装置
を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理構成図であり,本発明によるデ
ータ処理システムを示している。
第1図において,1はオペレーティングシステム(O
S),2はモニタリング機構部,3はフィードバック機構部,
4は多重度変更部,5はプロセス,51は要求受付部,61ない
し64はスレッド,7はプロセス5についての要求である。
オペレーティングシステム(又はそのプロセス管理
部)1は,プロセス5の生成及び消滅,プロセス5にお
けるスレッド61ないし64の増減,各スレッド61ないし64
へのシステム資源の割当て等を行う。
プロセス5は,要求(処理要求)7を実行する主体で
あり,要求7を多重に実行可能なものとされ,また,そ
の実行多重度は自己についての待ち要求の数(の変化)
に応じて動的に変更可能とされる。即ち,プロセス5
は,実行多重度の数だけのスレッド61ないし63を持ち,
スレッド61ないし63の数だけの要求7を多重に実行す
る。
処理要求があった(要求7がプロセス5に到着した)
時点での実行多重度を越える分の要求7は,例えば要求
受付部51にキューイングされ,待ち要求(処理待ちの状
態)とされる。一方,(実行可能な)要求7の数が実行
多重度より小さい場合には,要求7を実行していない空
きスレッドが生じる。空きスレッドを含めて,各スレッ
ド61ないし63には,システム資源が割当てられる。
オペレーティングシステム1には,モニタリング機構
部2,フィードバック機構部3及び多重度変更部4が設け
られる。
モニタリング機構部2は,監視対象であるプロセス5
についてその待ち要求の数及び空きスレッドの数を,原
則としてフィードバック機構部3において求められた監
視時間間隔で監視し,その結果をフィードバック機構部
3に通知する。
フィードバック機構部3は,前記監視結果に基づい
て,プロセス5のスレッドの増減数と新たな監視時間間
隔とを求め,前者を多重度変更部4に通知し,後者をモ
ニタリング機構部2に通知する。
多重度変更部4は,スレッドの増減数に従ってプロセ
ス5のスレッドの数を変更する。例えば,既存のスレッ
ド61ないし63の他に新たなスレッド64を追加起動し,そ
の数を「4」に増加させる。このスレッド数の変更によ
り実行多重度が変更される。(「3」から「4」に増加
させられる)。
モニタリング機構部2は,新たな監視時間間隔で,プ
ロセス5の監視を行う。
〔作 用〕
モニタリング機構部2による監視の結果,待ち要求の
数が増加している時(又は多い時)には,フィードバッ
ク機構部3はスレッドの数を増し監視時間間隔を短くす
るようにこれらの値を求める。これにより,多重度変更
部4がスレッドの数を増加させて実行多重度を大きくす
ると共に,モニタリング機構部2がより短い監視時間間
隔でプロセス5の監視をする。従って,プロセス5の負
荷が大きい(要求7の数が多い)場合であっても,スル
ープットの低下を防ぎ,システム全体のスループットを
略一定に保つことができる。また,急激な負荷の増加に
も十分対応できる。
逆に,待ち要求の数が減少している時(又は少ない
時)若しくは空きスレッドが存在している時には,スレ
ッドの数が減少させられることにより実行多重度が小さ
くされると共に,より長い監視時間間隔での監視が行わ
れるようにされる。これにより,被監視プロセス5の持
つ不要なスレッド(又は空きスレッド)が解放されるの
で,これらに割当てられていたシステム資源も解放され
有効利用が可能となる。また,負荷が小さい場合におけ
る必要以上のモニタリング機構部2の動作を抑え,オペ
レーティングシステム1のオーバヘッドを削減できる。
〔実施例〕
第1図図示のデータ処理システムについて,更に説明
する。
モニタリング機構部2は,オペレーティングシステム
1内部の常駐機能として存在し,所定の監視時間間隔で
動作して被監視プロセス5を監視する。この監視の結
果,プロセス5の待ち要求数及び空きスレッド数の情報
を採取し,当該監視時間間隔と共にフィードバック機構
部3へ渡す。
モニタリング機構部2は,被監視プロセス5の起動と
共に動作を開始し,まず最初は当該システムでシステム
パラメタとしてシステムファイルに設定された監視時間
間隔でプロセス5の監視を行う。そして,この後は,フ
ィードバック機構部3で求められた監視時間間隔に従っ
て監視を行う。
フィードバック機構部3は,モニタリング機構部2か
ら得た情報に基づいて,監視時間間隔,スレッドの増減
数及びスレッド増加(減少)閾値についてシステム情報
の変更を行う。
スレッド増加閾値は,例えば,待ち要求の数(又はそ
の増加した数)として設定される。そして,待ち要求が
存在(増加)しても,その値がスレッド増加閾値を越え
ていない場合には,スレッドの数の増加即ち実行多重度
を大きくすることは行われない。スレッドの減少につい
ても,同様に,待ち要求の数(又はその減少した数)若
しくは空きスレッドの数等として閾値が設定される。こ
れにより,実行多重度が必要以上に変動することを防止
し,オペレーティングシステム1のオーバヘッドを抑え
ることができる。
以下,フィードバック機構部3の行う処理について示
す。
procedure フィードバック機構 begin 今回の待ち要求数の増減数=前回の待ち要求数 −今回の待つ要求数 case(今回の待ち要求数の増減数)of <0:/*待ち要求数が増加した場合*/ case(今回の待ち要求増加率−前回の待ち要求増加率)of >0:新監視時間間隔=現監視時間間隔−監視時間変化レ
イト =0:新監視時間間隔=現監視時間間隔 <0:新監視時間間隔=現監視時間間隔+監視時間変化レ
イト end スレッド増減数=今回の待ち要求数の増減数 =0:/*待ち要求数に変化がない場合*/ 新監視時間間隔=現監視時間間隔 スレッド増減数=0; >0:/*待ち要求数が減少した場合*/ case(今回の待ち要求数増加率 −前回の待ち要求増加率)of <0:新監視時間間隔=現監視時間間隔 −監視時間変化レイト =0:新監視時間間隔=現監視時間間隔 >0:新監視時間間隔=現監視時間間隔 +監視時間変化レイト end スレッド増減数=今回の待ち要求数の増減数 end 多重度変更部呼び出し end 次に,以上の処理について簡単に説明する。
まず,以上の処理として,「今回の待ち要求数の増
減数」及び「今回の待ち要求増加率」を求める。このた
めに,フィードバック機構部3は,「前回の待ち要求
数」を保持する。
待ち要求数の変動に着目して,以下の(i)ないし
(iii)のいずれかの処理を行う。
(i)「今回の待ち要求数の増減数」<0,即ち,待ち要
求数が増加した場合; (ア)まず,待ち要求増加率の変動に着目して,監視
時間間隔を求める。即ち,待ち要求増加率が増加,変化
なし,及び,減少の場合,各々,監視時間間隔を短く,
変更なし,及び,長くするように新しい監視時間間隔を
求める。監視時間間隔の短縮,延長は,例えばシステム
パラメタとして予め定められた「監視時間変化レイト」
の減算,加算によって行われる。
(イ)次に,スレッドの増減数を求める。即ち,スレ
ッド数が,待ち要求数の増加数だけ増加される。
(ii)「今回の待ち要求数の増減数」=0,即ち,待ち要
求数に変化がない場合; 監視時間間隔及びスレッドの数は,共に,そのままと
される。
(iii)「今回の待ち要求数の増減数」>0,即ち,待ち
要求数が減少した場合; (ア)前述の(i)(ア)と同様に,待ち要求増加率
が減少,変化なし,及び,増加の場合,各々,監視時間
間隔を短く,変更なし,及び長くするように新しい監視
時間間隔を求める。
(イ)前述の(i)(イ)と同様に,スレッド数が待
ち要求数の減少数だけ減少される。
多重度変更部4を呼び出し,これにスレッド増減数を
渡す。また,新しい監視時間間隔をモニタリング機構部
2に渡す。
なお,以上の処理待ち要求数に基づいたものである
が,これとは別に空きスレッド数に基づいた処理も行わ
れる。例えば,空きスレッドが存在する場合, スレッド増減数=空きスレッド数 として,スレッド数を減少させる処理を行う。
また,以上のフィードバック機構部3における処理
は,スレッド増加閾値を越える値がプロセス5の監視結
果として得られた場合にのみ,行われるようにすること
ができる。
以上の処理による待ち要求数,空きスレッド数及びス
ループットの間の関係は,第2図に示す如くになる。即
ち,待ち要求数の増加は空きスレッド数の減少を招き,
空きスレッド数の増加はスループットを増加を招き,ス
ループットの増加は待ち要求数の減少を招く。従って,
この因果関係は負のフィードバックループを構成する。
第3図は,第1図図示のデータ処理システムにおける
スレッド数の変化,即ち,実行多重度の制御状態を示す
図である。
ある時刻t0において,待ち要求数は「0」で,スレッ
ド数は図示の如く所定の(小さい)値とされている。
時刻t0から所定の監視時間間隔だけ経過した時刻t1
おいて,モニタリング機構部2からの通知によりフィー
ドバック機構部3は,待ち要求の数が時刻t0のときの値
より増加していることを知る。そこで,フィードバック
機構部3は,負荷が増加したと判断し,多重度変更部4
に対してスレッド数を増加させることを,モニタリング
機構部2に対して監視時間間隔を短くすることを依頼す
る。これにより,時刻t1において,スレッド数が増加さ
れる。
時刻t4までは,スレッド数を増加してもなお待ち要求
数が増加しているので,スレッド数が重ねて増加され
る。
時刻t5において,フィードバック機構部3は,待ち要
求数が時刻t4のときの値より減少していることを知る。
これにより,多重度変更部4はスレッド数を減少させ,
モニタリング機構部2は監視時間間隔を長くする。
なお,第3図において監視時間間隔は等しい間隔で示
してあるが,実際は,時刻t4までは監視時間変化レイト
に従って順に短くされ,一方,時刻t4以後は同様のレイ
トで順に長くされている。
また,第3図において,実線の折れ線は待ち要求数の
変化を示し,点線は見掛け上の待ち要求数の変化を示
す。
以上の如く,スレッド数は各監視時刻において,待ち
要求数の変化に応じて動点に変更される。
〔発明の効果〕
以上説明したように,本発明によれば,プロセスの実
行多重度制御処理において,待ち要求数及び空きスレッ
ド数の変化に応じて動的にスレッド数及び監視時間間隔
を変更することにより,負荷の急激な変動に対応してシ
ステム全体のスループットを向上しかつ一定に保つこと
ができ,また,システム資源を有効に活用することがで
きる。更に,以上の如き処理を自動的にシステム自体に
よって行うことができるので,システム導入から運用ま
での期間を短縮し,必要な工数を削減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成図, 第2図は因果関係を示す図, 第3図は実行多重度の制御状態を示す図。 1はオペレーティングシステム(OS),2はモニタリング
機構部,3はフィードバック機構部,4は多重度変更部,5は
プロセス,51は要求受付部,61ないし64はスレッド,7はプ
ロセス5についての要求である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のスレッドにより処理要求を実行する
    プロセスを備えたデータ処理システムにおいて、 前記スレッド数を変更する多重度変更部と、 一定時間間隔でプロセスに対する待ち要求数を監視する
    モニタリング機構部と、 前記モニタリング機構部で監視する待ち要求数が増加し
    ている場合、前記多重度変更部にスレッド数の増加を指
    示すると共に前記モニタリング機構部に監視時間間隔を
    短くするよう指示し、待ち要求数が減少している場合に
    は、前記多重度変更部にスレッド数の減少を指示すると
    共に前記モニタリング機構部に監視時間間隔を長くする
    よう指示するフィードバック機構部 から構成されることを特徴とするプロセスの実行多重度
    制御処理装置。
  2. 【請求項2】前記モニタリング機構部はプロセス内の空
    きスレッド数を監視し、 前記フィードバック機構部は、前記モニタリング機構部
    で監視するプロセス内に空きスレッドがある場合、前記
    多重度変更部にスレッド数の減少を指示することを特徴
    とする請求項(1)記載のプロセスの実行多重度制御処
    理装置。
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