JP7188472B2 - コンピュータ、スケジューリング方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本開示は、マルチコアにおけるスレッドのスケジューリングに関する。

一般的なオペレーティングシステムは、ユーザプログラム（ユーザスレッド）に割り込んで処理を行う。これにより、ユーザプログラムの処理に僅かな遅延が生じる。この遅延が特定のタスクに積み重なることで、ＯＳ（Operating System）ジッタが生じる。

特許文献１に開示されたアーキテクチャは、ＯＳを実行する制御コアとユーザプログラムを実行する計算コアの２種類のコアを有する。特許文献１の技術では、制御コア上のＯＳが計算コアにＯＳ機能を提供する仕組みを備えることでＯＳジッタを回避している。

一方、特許文献１の技術では、計算コア上にＯＳが存在しないため、計算コアに対してスケジューリングなどのＯＳ機能を提供するたびに、制御コアと計算コアの間の情報伝達によるオーバーヘッドが加わることになる。特に、コンテキストスイッチのコストは大きくなる。

そのため、性能を重視するプログラムでは、スレッド数は、常にコア数以下としてコンテキストスイッチを抑制することが望まている。

特許第５８６７４８２号公報 国際公開第２０１２／０２０４７８号 特表２０１７－５０６７７３号公報 特表２０１６－５２４２３８号公報 特開２００６－１９０２６５号公報 特開２００４－０８６９２１号公報

プロセス間通信の一種で、ある事象が起きたことを他のプロセスに知らせる割り込み機能としてシグナルがある。シグナルによる割り込みを契機に、メモリ解放のような非同期シグナル安全（async-signal-safe）ではない処理を実行することがる。この場合、予め処理を代理で実行するためのワーカースレッドを生成して待機させておき、シグナルハンドラが、ワーカースレッドの起動と処理を依頼する方法が考えられる。

しかし、特許文献１に開示のアーキテクチャのように、コンテキストスイッチのコストが大きい場合、ワーカースレッド（以下、ワーカーとも称す）の起動が、コンテキストスイッチによる性能劣化を引き起こす。例えば、全コア上にユーザスレッドが動いており、あるユーザスレッドがワーカーを起動するためのシグナルを受け取る。シグナルを受けたユーザスレッドはワーカーを起動すると、ワーカーはいずれかのコアにスケジューリングされ、コンテキストスイッチが発生する。この時、一般的なスケジューラでは、コンテキストスイッチの対象は、ワーカーを起動したユーザスレッドとは限らない。

そのため、ワーカーの処理を必要とするユーザスレッドとは無関係（即ち、異なるスレッドグループ)のユーザスレッドの進行が妨げられる。一方でワーカーの処理を必要とするユーザスレッドはＣＰＵ（Central Processing Unit）のリソースを持て余すことになる。

ワーカーが、メモリ解放のようなプロセスのリソース制御を行う場合、ユーザプロセスごとにワーカーが必要となる。そのためユーザプロセスが複数存在する場合、ワーカーも同数存在する必要がある。複数のワーカーが同じコアにスケジューリングされるとワーカー同士でのコンテキストスイッチも発生する。

このような、スケジューリングにおけるコンテキストスイッチに関する性能劣化を抑制する技術の提供が望まれている。

本開示の目的は、コンテキストスイッチに関する性能劣化を抑制することができる技術を提供することにある。

本開示の一態様であるスケジューラは、各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない場合、前記各コアのうち、前記各コアの実行可能キュー又は待機キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する選択部と、選択した前記コアに、前記生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する決定部と、を備える。

本開示の一形態であるスケジューリング方法は、各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない場合、前記各コアのうち、前記各コアの実行可能キュー又は待機キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択し、選択した前記コアに、前記生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する。

本開示の一形態であるプログラムは、各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない場合、前記各コアのうち、前記各コアの実行可能キュー又は待機キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択し、選択した前記コアに、前記生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する、ことをコンピュータに実行させる。

本開示のスケジューラ等によれば、コンテキストスイッチに関する性能劣化を抑制することができる。

第１の実施形態に係るスケジューラによるスケジュール例を示す図である。 第１の実施形態に係るスケジューラの構成の例を示すブロック図である。 スレッドを生成する場合のスケジューラの動作の例を示すフローチャートである。 スレッドを待機状態から実行可能状態へ遷移させる場合のスケジューラの動作の例を示すフローチャートである。 スケジューラの動作の他の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るスケジューラの構成の例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るスケジューラの動作の例を示すフローチャートである。 コンピュータによるハードウエア構成を示す図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態の一態様であるスケジューラについて図面を用いて説明する。

図１は、第１の実施形態に係るスケジューラによるスケジュール例を示す図である。スケジューラ１は、各コア（コア０、１、２、３）に対してスレッドをスケジューリングして割り当てる。スケジューラ１は、スレッド管理データ２を利用して、スレッドをスケジューリングする。スケジューリングとは、スレッドの実行順序を決定する処理、あるいは、スレッドをどのコアに割り当てるかを決定する処理をいう。

なお、第１の実施形態では４つのコアにスレッドをスケジューリングする例で説明するが、コアの数は４つに限られない。

スレッド管理データ２には、各コアに関連付けられたスレッドごとのスケジューリングを表現する情報が含まれる。例えば、スレッド管理データ２は、スレッド識別子２１（図中、IDと示す）、スレッドグループ識別子２２（図中、グループIDと示す）、優先度２３、ワーカーフラグ２４を含む。スケジューラ１は、スレッド管理データ２を参照してスレッドごとの実行順序と依存関係を確認する。

スレッド識別子２１は、スレッドを識別するための情報である。スレッドグループ識別子２２は、プロセスを構成するスレッドのグループを識別するための情報である。スレッドグループは、ユーザプロセスを構成するスレッドの集合とも言える。優先度２３は、同一スレッドグループにおけるスレッド間の優先の度合を示す情報である。図１において、優先度のレベルを高、低の２つで示しているが、これに限られない。例えば、優先度のレベルは３つ以上であってもよい。

ワーカーフラグ２４は、スレッドがワーカースレッドであるか否かを判別するための情報である。ワーカーフラグ２４は、例えば、ＯＳが提供するスレッドを生成するためのアプリケーションインターフェースにおいて、引数を追加もしくは拡張する形で最終的にユーザー側から設定できる仕様とする。例えば、Linux（登録商標）のclone()であれば、第３引数のint flags（スレッドの属性を指定するフラグ）を拡張してワーカー属性を追加し、かつ、task_struct構造体（スレッドを管理するデータ）にはワーカーか否かを判別するためのフィールドを持たせることで実現可能となる。

また、スケジューラ１は、各コアに関連付けられたスレッドのスケジューリングを表現する２種類のキューを用いる。１つは、実行中または実行可能状態のスレッドからなる実行可能キュー３１で、もう１つは、待機状態のスレッドからなる待機キュー３２である。

なお、実装の簡易化のため、２種類のキューを持つ代わりに、１つのタスクリストとしてスレッドを管理してもよい。この場合、コアの実行可能キュー３１もしくはコアの待機キュー３２のいずれかに、スレッド管理データ２が存在する場合、スレッドが当該コアに割り当てられているということにする。

本明細書で説明するスケジューラ１は、ＯＳにおけるスレッドのスケジューラとしての機能を備えるものとする。このため、通常のスケジューラが備える機能に関する詳細な説明は省略する。

図２は、第１の実施形態に係るスケジューラの構成の例を示すブロック図である。図２に示すスケジューラ１は、確認部１１、選択部１２、決定部１３、移送部１４、計数部１５、設定部１６を備える。

確認部１１は、スレッドが割り当てられているコアを特定し、確認する。例えば、確認部１１は、スレッドごとのスレッド管理データ２を参照し、指定されたスレッド識別子２１を持つスレッドが割り当てられているコアを特定する。

また、確認部１１は、スレッドの種別を確認する。例えば、確認部１１は、スレッドがユーザスレッド又はワーカースレッドであるか確認する。具体的には、確認部１１は、スレッドのスレッド管理データ２を参照してスレッドのワーカーフラグ２４を確認する。

また、確認部１１は、実行可能キュー３１、待機キューを参照して、各コアに対するスレッドの割り当て状況を確認する。例えば、確認部１１は、各コアにおいて、実行可能キューが空いているコアが存在するか確認する。あるいは、確認部１１は、各コアに関連付けられたスレッドに対して、実行可能キュー３１に孤立したワーカーが存在するかを確認してもよい。

選択部１２は、例えば、確認部１１による確認の結果に基づいてコアを選択する。また、選択部１２は、スレッドの割り当て先として当該空きコアを選択する。あるいは、選択部１２は、他のコアの実行可能キュー３１に孤立したワーカーと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する。選択部１２は、実行可能キュー３１と待機キュー３２のいずれかにワーカーと同一スレッドグループのスレッドが存在するコアを選択してもよい。また、選択部１２は、実行可能キュー３１の中に同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを優先的に選択してもよい。選択部１２は、他のコアを孤立したワーカーの割当先として選択してもよい。

決定部１３は、選択部１２が選択したコアにスレッドを割り当てることを決定する。例えば、決定部１３は、選択部１２が選択したコアの実行可能キュー３１にスレッドを割り当てることを決定する。

移送部１４は、コアごとにスレッド（ユーザスレッド、ワーカースレッド）をマイグレーションする。例えば、移送部１４は、選択部１２が選択したコアの実行可能キュー３１にワーカーをマイグレーションする。移送部１４は、スレッドのスレッドグループごとマイグレーションしてもよい。

計数部１５は、スレッドグループにおけるスレッドの数を計数する。例えば、計数部１５は、スレッドごとのスレッド管理データ２を参照し、指定されたスレッドグループ識別子２２を持つスレッドの数を計数する。なお、計数部１５は、確認部１１に含まれていてもよい。

設定部１６は、同一スレッドグループにおけるスレッド間の優先度を設定する。設定部１６は、例えば、ワーカースレッドの優先度を、ワーカースレッドと同一スレッドグループのスレッドの優先度よりも高くなるように設定する。

第１の実施形態に係るスケジューラ１の動作について図面を用いて説明する。スケジューラ１によるワーカーのスケジューリングを詳細に述べる。

まず、スケジューラ１が、スレッドを生成するときのスケジューリングについて説明する。図３は、スレッドを生成する場合のスケジューラ１の動作を示すフローチャートである。確認部１１は、各コアの実行可能キュー３１に対して、各コアに関連するスレッドのスレッド管理データ２を確認する。この時、確認部１１は、各コアに関連付けられたスレッドに対して、実行可能キュー３１に孤立したワーカーが存在するかを確認する（ステップＳ１０１）。孤立したワーカーとは、各コアの実行可能キュー３１のうち、スレッドがワーカーであって、かつ、当該ワーカーと同一のスレッドグループのスレッドが他に存在していないものをいう。

孤立したワーカーが存在する場合（ステップS１０１のＹｅｓ）、選択部１２は、他のコアの実行可能キュー３１に孤立したワーカーと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する（ステップＳ１０２）。移送部１４は、孤立したワーカーを、選択したコアの実行可能キュー３１にマイグレーションする（ステップＳ１０３）。

次に、確認部１１は、各コアにおいて、実行可能キュー３１が空きのコアが存在するか確認する（ステップS１０４）。空きのコアは空きコアとも呼ばれる。

空きコアがある場合（ステップS１０４のＹｅｓ）、選択部１２は、生成するスレッドの割り当て先として当該空きコアを選択する（ステップS１０５）。決定部１３は、ステップＳ１０５で選択したコアの実行可能キュー３１に生成されたスレッドを割り当てることを決定する（ステップＳ１０９）。

一方、空きコアがない場合（ステップS１０４のＮｏ）、スケジューラ１の確認部１１は、生成するスレッドのスレッド管理データ２を参照してワーカーフラグ２４を確認する（ステップS１０６）。

ワーカーフラグ２４がTrue（真）の場合、すなわち、生成するスレッドがワーカーである場合、スケジューラ１の設定部１６は、スレッドの優先度を高に設定する。優先度は、他のスレッドよりも高くなうように設定される。例えば、設定部１６は、ワーカースレッドの優先度を、ワーカースレッドと同一スレッドグループのスレッドの優先度よりも高くなるように設定する。例えば、スレッドの優先度を高くすることでスケジューリングされた直後に動作するように保証することが可能となる。

選択部１２は、実行可能キュー３１と待機キュー３２のいずれかにワーカーと同一スレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する（ステップＳ１０７）。具体的には、選択部１２は、各コアの実行可能キュー３１、待機キュー３２にあるスレッドのスレッド管理データ２から、ワーカーのスレッドグループ（ユーザプロセスを構成するスレッドの集合）と同一のスレッドグループ識別子２２を持つスレッドを１つ選ぶ。選択部１２は、選択されたスレッドが割り当てられているコアを選択する。なお、ステップＳ１０７において、選択部１２は、実行可能キュー３１の中に同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを優先的に選択する。決定部１３は、ステップＳ１０７で選択したコアの実行可能キュー３１にスレッドを割り当てることを決定する（ステップＳ１０９）。

一方、ワーカーフラグ２４がｆａｌｓｅ（偽）の場合、選択部１２は、通常のスケジューリング機能に基づいて割り当て先のコアを選択する（ステップＳ１０８）。最後に、ステップＳ１０８のいずれかで選択したコアの実行可能キュー３１にスレッドをスケジューリングする（ステップＳ１０９）。

なお、スレッド生成時のコア割当のオプションとして、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５の動作を行わないことも考えられる。また、マイグレーションに伴うコストから、マイグレーション回数を減らすべきと判断する場合、スケジューラ１は、ワーカーの生成時はステップＳ１０７に従ってスケジューリングする。

次に、スケジューラ１が、あるスレッドを待機状態から実行可能状態へ遷移させる場合の動作について説明する。 図４は、スレッドを待機状態から実行可能状態へ遷移させる場合のスケジューラ１の動作の例を示すフローチャートである。

スケジューラ１の確認部１１は、スレッドが割り当てられているコアについて、実行可能キュー３１に異なるスレッドグループで孤立したワーカーがあるか確認する（ステップＳ２０１）。

孤立したワーカーがない場合（ステップＳ２０１のＮｏ）、移送部１４は、待機状態から実行可能状態へ遷移するスレッドについて、当該スレッドのスレッド管理データ２を待機キュー３２から実行可能キュー３１へ移動する（ステップＳ２０６）。

孤立したワーカーがある場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、確認部１１は、実行可能キューが空いている他のコアがあるか確認する（ステップＳ２０２）。

実行可能キュー３１が空いている他のコアがある場合（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、選択部１２は、孤立したワーカーの割当先として当該他のコアを選択する（ステップＳ２０３）。移送部１４は、ステップＳ２０３で選択した他のコアの実行可能キュー３１にワーカーをマイグレーションする（ステップＳ２０５）。

一方、実行可能キュー３１が空いている他のコアがない場合（ステップＳ２０２のＮｏ）、選択部１２は、各コアの実行可能キュー３１にあるスレッドのスレッド管理データ２に基づき、ワーカーのスレッドグループ識別子２２と同じスレッドグループ識別子２２を持つスレッドを一つ選ぶ。選択部１２は、１つ選んだスレッドが割り当てられているコアを選択する（ステップＳ２０４）。移送部１４は、ステップＳ２０４で選択したコアの実行可能キューにワーカーをマイグレーションする（ステップＳ２０５）。

移送部１４は、待機状態から実行可能状態へ遷移するスレッドについて、当該スレッドのスレッド管理データ２を待機キュー３２から実行可能キュー３１へ移動する（ステップＳ２０６）。

なお、スケジューラ１の動作のオプションとして、マイグレーション回数を減らすため、図４に示すスケジューラ１の動作のうち、ステップＳ２０４のみとしてもよい。この場合、待機状態から実行可能状態へ遷移するスレッドが割り当てられているコアについて、実行可能キュー３１に異なるスレッドグループで孤立したワーカーがあり、実行可能キュー３１が空いている他のコアがないことが前提となる。

次に、スケジューラ１が、スレッドのマイグレーション、スレッドの終了、もしくは実行可能状態から待機状態の遷移を行い実行可能キューの空きが生じ、リバランスによるプロセスのマイグレーション動作を説明する。図５は、スケジューラ１の動作の他の例を示すフローチャートである。

スケジューラ１がスレッドをマイグレーションする動作について説明する。スケジューラ１の計数部１５は、マイグレーションの対象として選ばれたスレッドに対し、実行可能キュー３１におけるスレッドグループのスレッドの数を計数する。具体的には、計数部１５は、マイグレーション対象であるスレッドのスレッド管理データ２を参照し、指定されたスレッドグループ識別子２２を持つスレッドの数を計数する。

確認部１１は、計数部１５の計数結果を参照し、スレッドグループのスレッド数が２であるか確認する（ステップＳ３０１）。スレッドグループのスレッド数が２である場合（ステップＳ３０１のＹｅｓ）、スケジューラ１は、当該スレッドのスレッドグループにワーカーが存在するかを確認する（ステップＳ３０２）。ワーカーが存在する場合、スレッドグループごとマイグレーションを行う。スレッド数が２でない場合（ステップＳ３０１のＮｏ）、スケジューラ１は、処理を終了する。

次に、スケジューラ１が、スレッドを終了する動作について説明する。まず、スケジューラ１の確認部１１は、終了させるスレッドのスレッドグループ識別子２２を確認し、スレッドグループのスレッド数が２であるか確認する（ステップＳ３０１）。

スレッド数が２である場合（ステップＳ３０１のＹｅｓ）、終了処理中ではない方、すなわち残存するスレッドのワーカーフラグ２４を確認する（ステップＳ３０２）。残存するスレッドがワーカーの場合（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、ワーカーも終了処理を行う（ステップＳ３０３）。その後、目的のスレッドを終了させる（ステップＳ３０４）。

スレッド数が２でない場合（ステップＳ３０１のＮｏ）、目的のスレッドを終了させる。

（変形例）
実装の簡易化のため、実行可能キュー３１と待機キュー３２の２つのキューの代わりに１つのタスクリストとして管理してもよい。その場合は、タスクリストに登録されているスレッドを、実行可能キュー３１につながっているスレッドとみなすと、本実施形態を適用できる。この場合、待機キュー３２はないため、図４に示すスレッドを待機状態から実行可能状態へ遷移させる場合のスケジューラ１の動作は無くなる。

また、第１の実施形態において、確認部１１、移送部１４、計数部１５、設定部１６の少なくとも１つがないスケジューラ１の構成であってもよい。

以上、第１の実施形態構成について説明したが、本実施形態は上記の例に限られるものではない。

第１の実施形態のスケジューラ１によれば、コンテキストスイッチに関する性能劣化を抑制することができる。その理由は、各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない状態で、ワーカースレッドが生成されたときのスケジューリングにおいて、選択部１２は、各コアのうち、各コアの実行可能キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する。決定部１３は、選択したコアに、生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する。

例えば、ワーカーの処理を必要とするユーザスレッドと無関係なスレッド間のコンテキストスイッチが抑制される。

あるいは、ユーザスレッドがコア数以下であり、かつ、ワーカーの数がユーザプロセス数以下であれば、コア上にはあるユーザスレッドとそのシグナルハンドラから起床されるワーカーのみが存在することになる。これにより複数のワーカーが同じコアにスケジューリングされるとワーカー同士でのコンテキストスイッチが抑制される。例えば、コンテキストスイッチのコストが大きいアーキテクチャ上で性能劣化を防ぎつつワーカーが動作可能なスケジューラを提供できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るスケジューラ１について図面を用いて説明する。第２の実施形態のスケジューラ１は、第１の実施形態と同様に複数のコアに対してスレッドをスケジューリングして割り当てる例とする。また、第２の実施形態のスケジューラ１も、第１の実施形態の図１に示すスレッド管理データ２を利用して、スレッドをスケジューリングする。第２の実施形態において、スレッド管理データ２の内容は第１の実施形態と同様である。また、第２の実施形態でも各コアに関連付けられたスレッドのスケジューリングを表現するキューとして、実行可能キュー３１、待機キュー３２があるとする。スレッドのスレッド管理データ２がコアの実行可能キュー３１もしくは待機キュー３２のいずれかに存在する場合、スレッドがコアに割り当てられているという事にする。

第２の実施形態のスケジューラ１の構成について説明する。図６は、第２の実施形態に係るスケジューラの構成の例を示すブロック図である。図６に示すスケジューラ１は、選択部１２、決定部１３を備える。第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と実質的に同様の構成部分については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、第２の実施形態のスケジューラ１は、ＯＳが通常有するスケジューラとしての機能を備えているものとする。

以下の第２の実施形態のスケジューラ１の説明は、各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない状態で、ワーカースレッドを生成するときのスケジューリングの例である。

選択部１２は、各コアのうち、各コアの実行可能キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する。

決定部１３は、選択したコアに、生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する。

第２の実施形態に係るスケジューラ１の動作について図面を用いて説明する。以下の説明において、スケジューラ１によるワーカーに対するスケジューリングを詳細に述べる。

スケジューラ１が、スレッドを生成するときのスケジューリングを説明する。図７は、スレッド生成時のスケジューリングの動作を示すフローチャートである。

選択部１２は、実行可能キュー３１にワーカーと同一スレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する（ステップＳ４０１）。具体的には、選択部１２は、各コアの実行可能キュー３１にあるスレッドのスレッド管理データ２に基づき、ワーカーのスレッドグループと同じスレッドグループ識別子２２を持つスレッドを１つ選ぶ。選択部１２は、選択されたスレッドが割り当てられているコアを選択する。選択部１２は、実行可能キュー３１に同じスレッドグループのスレッドが存在するコアを優先的に選択してもよい。

決定部１３は、ステップＳ４０１で選択したコアの実行可能キュー３１に生成したワーカースレッドをスケジューリングする（ステップＳ４０２）。

第２の実施形態のスケジューラ１によれば、コンテキストスイッチに関する性能劣化を抑制することができる。その理由は、各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない状態で、ワーカースレッドが生成されたときのスケジューリングにおいて、選択部１２は、各コアのうち、各コアの実行可能キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する。決定部１３は、選択したコアに、生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する。

これにより、ユーザスレッドとそのワーカースレッドを、無関係なスレッド間のコンテキストスイッチを抑制することができる。

例えば、ユーザスレッドがコア数以下であり、かつ、ワーカーの数がユーザスレッドの数以下であれば、コア上にはあるユーザスレッドとそのシグナルハンドラによって起動されるワーカーのみが存在することになる。すなわち、コンテキストスイッチは発生しない。よってコンテキストスイッチのコストが大きいアーキテクチャ上で性能劣化を防ぎつつ、ワーカーを動作できるスケジューリングが可能となる。

第１の実施形態のスケジューラ１によれば、コンテキストスイッチに関する性能劣化を抑制することができる。その理由は、各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない状態で、ワーカースレッドが生成されたときのスケジューリングにおいて、選択部１２は、各コアのうち、各コアの実行可能キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する。決定部１３は、選択したコアに、生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する。

例えば、ワーカーの処理を必要とするユーザスレッドと無関係なスレッド間のコンテキストスイッチが抑制される。

あるいは、ユーザスレッドがコア数以下であり、かつ、ワーカーの数がユーザスレッド数以下であれば、コア上にはあるユーザスレッドとそのシグナルハンドラから起床されるワーカーのみが存在することになる。これにより複数のワーカーが同じコアにスケジューリングされるとワーカー同士でのコンテキストスイッチが抑制される。例えば、コンテキストスイッチのコストが大きいアーキテクチャ上で性能劣化を防ぎつつワーカーが動作可能なスケジューラを提供できる。

第１、第２の実施形態のスケジューラ１は、例えば、コンテキストスイッチのコストが大きく、ユーザプログラムの性能劣化を避けるためスレッド数をコア数以下に抑える事が望ましいアーキテクチャに適用できる。例えば、スケジューラ１は、ホストにアクセラレータを搭載したヘテロジニアスな計算機、計算機システム、ヘテロジニアスな計算機に用いるにオペレーティングシステムのスケジューラとして適用可能である。

（ハードウエア構成）
前述したスケジューラ１は、プログラム（ソフトウェアプログラム，コンピュータプログラム）が図８に示すコンピュータ９０のＣＰＵ９１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）において実行されることにより実現される。具体的には、第１、２の実施形態に係るスケジューラ１における各構成要素の機能、又は、スケジューラ１の動作としてプログラムを実行することにより実現できる。これらの構成要素、又は、動作は、ＣＰＵ９１がＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９３あるいは記憶装置９５からプログラム９４を読み込み、読み込んだプログラムを、例えば図３から図５、図７に示したフローチャートの手順の如くＣＰＵ９１、及び、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９２を用いて実行することにより実現されてもよい。そして、このような場合において、上述した実施形態を例に説明した本開示は、係るコンピュータプログラムを表すコードあるいはそのコンピュータプログラムを表すコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体によって構成されると捉えることができる。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、例えば記憶装置９５、不図示の着脱可能な磁気ディスク媒体，光学ディスク媒体やメモリカードなどである。なお、各実施形態の構成要素は、集積回路による専用のハードウエアであってもよい。

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された構成、動作、処理を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。

上述した第１、２の実施形態は模範的な例である。本開示は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本開示は、本開示のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１ スケジューラ
２ スレッド管理データ
１１ 確認部
１２ 選択部
１３ 決定部
１４ 移送部
１５ 計数部
１６ 設定部
２１ スレッド識別子
２２ スレッドグループ識別子
２３ 優先度
２４ ワーカーフラグ
３１ 実行可能キュー
３２ 待機キュー

Claims (6)

1. 各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない場合、
   前記スレッドがユーザスレッド又はワーカースレッドであるか確認する確認手段と、
   前記各コアのうち、前記各コアの実行可能キュー又は待機キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する選択手段と、
   選択した前記コアに、前記生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する決定手段と、を備え、
   前記確認手段は、前記生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが他に存在していない孤立したワーカースレッドが、前記各コアの前記実行可能キューに存在するか確認する、
   コンピュータ。
2. 前記選択手段は、前記各コアのうち、前記実行可能キューに同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを優先して選択する、
   請求項１に記載のコンピュータ。
3. 前記生成するワーカースレッドに対して、同一のスレッドグループにおけるスレッド間の優先の度合を示す優先度を他のスレッドよりも高く設定する設定手段を、更に備える、
   請求項１又は２に記載のコンピュータ。
4. 前記確認手段は、前記各コアにおいて前記実行可能キューが空いているコアが存在するか確認する、
   請求項１乃至３のいずれか１つに記載のコンピュータ。
5. 各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない場合、
   前記スレッドがユーザスレッド又はワーカースレッドであるか確認し、
   前記各コアのうち、前記各コアの実行可能キュー又は待機キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択し、
   選択した前記コアに、前記生成するワーカースレッドを割り当てることを決定し、
   前記確認するステップにおいて、前記生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが他に存在していない孤立したワーカースレッドが、前記各コアの前記実行可能キューに存在するか確認する、
   スケジューリング方法。
6. コンピュータに、
   各コアにスレッドが割り当てられて、空きコアが存在しない場合、
   前記スレッドがユーザスレッド又はワーカースレッドであるか確認する処理と、
   前記各コアのうち、前記各コアの実行可能キュー又は待機キューに、生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが存在するコアを選択する処理と、
   選択した前記コアに、前記生成するワーカースレッドを割り当てることを決定する処理と、を実行させ、
   前記確認する処理において、前記生成するワーカースレッドと同一のスレッドグループのスレッドが他に存在していない孤立したワーカースレッドが、前記各コアの前記実行可能キューに存在するか確認する、
   プログラム。

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