JPH03257568A - 共有資源排他制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、計算機システムの共有資源の排他制御方式に
関する。

〔従来の技術〕

計算機システムにおいて複数のタスクに使用される共有
資源については、それへのアクセスを逐次化するために
排他制御が必要である。このような排他制御のために、
計算機システムには、ロック／アンロック（あるいはＥ
ＮＱ／ＤＥＱ）と呼ばれる基本機能が備えられており、
ロック要求には通常、排他モードと共有モードの２種類
がある。

従来のこの種の共有資源排他制御の基本的動作は次のよ
うなものである。

あるタスクがロック要求を出した場合、ロック要求対象
資源が他のタスクによりロックされていないならば、す
ぐにロック権が与えられる。しかし、他のタスクにより
すでにロックされている場合、その資源のロックモード
、または該タスクのロック要求のモードが排他モードの
時はロック待ちとなる。また、その資源のロックモード
と該タスクのロック要求のモードがともに共有モードの
時は、 （１）ロック待ちタスクがない場合は、該タスクにロッ
ク権を与え、ロック待ちタスク（必然的に排他モードで
ある）がある場合は、該タスクをロック待ちとする。

（２）該タスクにロック権を与える。

のいずれかの方式がとられる。

また、資源をロックしていたタスクがアンロック要求を
出した場合は該タスクのロック権の行使が終了する。こ
のとき、他にロックしているタスクがなく、かつロック
待ちタスクがある場合には、それらの内、最も早くロッ
ク要求したタスクの要求モードが排他モードならばこの
タスクのみにロック権を与え、共有モードならば前記（
１）。

（２）に対応して、 （１）現在排他モードでロック待ちしているどのタスク
よりも早く共有モードでロック待ちしているタスクすべ
てにロック権を与える。

（２）現在共有モードでロック待ちしているタスクすべ
てにロック権を与える。

のいずれかの方式がとられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述（１）の方式を採用した従来の共有資源排他制御方
式では、いかなる場合も共有モードのロック要求を出し
たタスクが排他モードのロック要求を出したタスクを追
い越してロックできないため、現在のロックが解け、次
のロック待ちタスクにロック権を与える際、該タスクの
ロックモードが共有モードであっても、排他モードのロ
ック待ちタスクがあると、それ以後に共有モードでロッ
ク待ちになったタスクにはロック権が与えられず、資源
を効率良く使用できない。

また、上述（２）の方式を採用した従来の共有資源排他
制御方式では、共有モードのロック要求が排他モードの
ロック要求よりも頻繁に行われると、いつまでも排他モ
ードでロック要求したタスクにロック権が与えられない
状況（永久封鎖）が発生する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の共有資源排他制御方式は、計算機システムの共
有資源排他制御方式において、資源毎に最大追越しタス
ク数Ｎｉ（ｉ＝１〜資源数）を設定し、 資源Ｒに対する共有モードのロック要求に対し、該資源
Ｒがロックされていない場合、または現在共有モードで
ロックされており、該共有モードが開始されてから、排
他モードのラック待ちタスクを追い越してロック権が与
えられた共有モードロック要求タスクの数が該資源Ｒの
最大追越しタスク数ＮＲ未満の場合にロック権を与え、
その他の場合にはロック待ちとする共有要求処理手段と
、 アンロック要求に対し、次にロック権を与えるべきロッ
ク待ちタスクが共有モードで要求している場合、現在共
有モードでロック待ちしているタスクすべてにロック権
を与える共有待ちロック手段とを有することを特徴とす
る。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本実施例の構成を示ナブロック図である。

本実施例の共有資源排他制御機能９はロック要求処理部
６とアンロック要求処理部７と排他制御テーブル８とか
らなる。ロック要求処理部６は共有モードのロック要求
を処理する共有要求処理手段１と排他モードのロック要
求を処理する排他要束処理手段２とからなる。また、ア
ンロック要求処理部７はアンロック要求したタスクのロ
ック解除を行うロック解除手段３と次のロック待ちタス
クの要求モードが共有モードの場合のロック処理を行う
共有待ちロック手段４と次のロック待ちタスクの要求モ
ードが排他モードの場合のロック処理を行う排他待ちロ
ック手段５とからなる。

本実施例における排他制御動作の説明の前に、第２図を
参照して排他制御テーブル８の構成を説明する。

機能制御テーブル８は、システム内の排他制御対象資源
を一意に識別するための名前である資源名をキーとする
。各資源に対するエントリは、資源名部とロックモード
部と追越しタスク数とロック中タスクリストとロック待
ちタスクキューとからなる。

ロックモード部は、資源がロックされているときのロッ
クモードを記憶する。最大追越しタスク数は資源が共有
モードでロックされている場合、該共有モードロツタ中
に排他モードのロック待ちタスクを追越してロック権を
与えることのできるタスクの数を記録する。追越しタス
ク数は、現在、資源が共有モードでロックされている場
合、該共有モードロック中に排他モードのロック待ちタ
スクを追い越してロック権を与えたタスクの数を記録す
る。ロック中タスクリストは、その資源をロックしてい
るタスクのタスク識別子を記録する。ロック待ちタスク
キューは、待ち状態にあるロック要求の待ち行列であり
、これらの要求を出しているタスクのタスク識別子とロ
ックモードを要求順に記録する。

以下に、各処理部の動作について説明する。先に、本発
明の特徴である共有要求処理手段１と共有待ちロック手
段４について説明する。

共有要求処理手段１は、共有モードのロック要求の処理
を行う。その動作の詳細を以下に示す。

（１）ロックモード部が空の場合、該要求のロックモー
ドをロックモード部に記憶し、該要求を出したタスクの
タスク識別子をロック中タスクリストに追加する。次に
、追越しタスク数にＯを記録する。

（２）ロックモード部に共有モードが記録されており、
かつ追越しタスク数がロック要求された資源Ｒの最大追
越しタスク数ＮＲ未滴の場合、該要求のロックモードを
ロックモード部に記録し、該要求を出したタスクのタス
ク識別子をロック中タスクリストに追加する。次に、排
他モードで要求しているロック待ちタスクがある場合、
追越しタスク数にｌを加える。

（３）ロックモード部に排他モードが記録されている場
合か、追越しタスク数がロック要求された資源Ｒの最大
追越しタスク数ＮＨに達している場合、該要求を出した
タスクのタスク識別子と該要求のロックモードの組をロ
ック待ちタスクキューの最後に追加し、該要求を出した
タスクの処理を中断させる。

上記（２）　、　（３）により、資源Ｒが共有モードで
ロックされており、かつ排他モードでロック待ちしてい
るタスクがいる場合、新たな共有モードのロック要求タ
スクに対し、排他モードのロック待ちタスクを追越して
ロック権が与えられるのはＮＲ回に制限されることにな
り、永久封鎖は発生しない。

共有待ちロック手段４は、アンロック要求処理において
、次のロック待ちタスクが共有モードで要求している場
合のロック処理を行う。その動作の詳細を以下に示す。

（１）ロックモード部に共有モードを記録し、ロック待
ちタスクキューにあるすべての共有モードロック要求の
タスク識別子をロック中タスクリストに記録する。次に
、該記録が行われたロック要求をロック待ちタスクキュ
ーから削除し、これらのタスクの実行を再開させる。次
に、追越しタスク数にＯを記録する。

排他要求処理手段２は、排他モードのロック要求の処理
を行う。その動作の詳細を以下に示す。

（１）ロックモード部が空の場合、該要求のロックモー
ドをロックモード部に記録し、該要求を出したタスクの
タスク識別子をロック中タスクリストに記録する。

（２）ロックモード部が空いてない場合、該要求を出し
たタスクのタスク識別子と該要求のロックモードの組を
ロック待ちタスクキューの最後に追加し、該要求を出し
たタスクの処理を中断させる。

ロック解除手段３は、アンロック要求された場合のロッ
ク解除処理を行い、ロック待ちタスクがある場合には、
次のロック待ちタスクのロック処理を行うため前記共有
待ちロック手段４、または排他待ちロック手段５を呼び
出す。その動作の詳細を以下に説明する。

（１）該タスクのタスク識別子をロック中タスクリスト
から削除し、ロック中タスクリストが空になったならば
、ロックモード部の内容を消去し、追越しタスク数に０
を記録する。

（２）続いて、ロック中タスクリストが空の場合、ロッ
ク待ちタスクキューの先頭のロック要求が共有モードな
ら前記共有待ちロック手段４を、排他モードなら排他待
ちロック手段５を呼び出す。

排他待ちロック手段５は、前記ロック解除手段３から呼
び出され、排他モードのロック待ちタスクのロック処理
を行う。その動作の詳細を以下に示す。

（１）ロック待ちタスクキューの先頭にある要求のロッ
クモードをロックモード部に、タスク識別子をロック中
タスクリストにそれぞれ記録し、該タスクの処理を再開
させる。

次に、本実施例の具体的動作について、第３図を参照し
て詳細に説明する。本実施例では、資源Ｒの最大追越し
タスク数ＮＲは２であると仮定する。第３図（ａ）〜（
ｆ）は、いずれもある時点での排他制御テーブル８の状
態を示している。

第３図（ａ）では資源ＲをタスクＴ１が共有モードでロ
ックし、タスクＴ２が排他モードでロック待ちしている
。この時、新たなタスクＴ３、Ｔ４がこの順序で共有モ
ードのロック要求をすると、共有要求処理手段１が呼び
出され、タスクＴ３に対しては、この時点での追越しタ
スク数が最大追越しタスク数２よりも小さいので、ロッ
ク権が与えられ、排他モードのロック待ちタスクＴ２が
あるので、追越しタスク数に１が加えられる。

次のタスクＴ４に対しても同様に処理され、追越しタス
ク数は２となる。この結果、排他制御テーブル８は、第
３図（ｂ）の状態となる。

次にタスクＴ５が共有モードでロック要求すると、共有
処理手段１が呼び出され、追越しタスク数がすでに最大
追越しタスク数２に達しているので、ロック待ちタスク
キューにタスク識別子、およびロックモードの組が記録
され、該タスクの処理が中断される。この結果、排他制
御テーブル８は第３図（ｃ）の状態となる。

次にタスクＴ１、Ｔ３、Ｔ４がこの順にアンロック要求
すると、各要求ごとにロック解除手段３が呼び出され、
タスクＴｌ、Ｔ３に対しては、ロック中タスクリストか
ら該タスクのタスク識別子が削除され、タスクＴ４に対
しては、ロック中タスクリストから該タスクのタスク識
別子の削除後、ロック中タスクリストが空となるので、
追越しタスク数にＯが記録され、ロック待ちタスクキュ
ーが調べられる。ロック待ちタスクキューの先頭には排
他モードのロック要求があるので、排他待ちロック手段
５が呼び出され、該要求のタスク識別子Ｔ２がロック中
タスクリストに、排他モードがロックモード部にそれぞ
れ記録される。次に該ロック要求がロック待ちタスクキ
ューから削除され、タスクＴ２の処理を再開することに
よってロック権が与えられる。この結果、排他制御テー
ブル８は第３図（ｄ）の状態となる。

次にタスクＴ６が排他モードで、タスクＴ７が共有モー
ドでこの順にロック要求すると、タスクＴ６に対しては
排他要求処理手段２が、タスクＴ７に対しては共有要求
処理手段１が呼び出され、すでに排他モードがロックモ
ード部に記録されているので、それぞれのタスクのタス
ク識別子とロックモードの組がロック待ちタスクキュー
に記録され、処理が中断される。この結果、排他制御テ
ーブル８は第３図（ｅ）の状態となる。

次にタスクＴ２がアンロック要求すると、ロック解除手
段３が呼び出され、タスクＴ２のタスク識別子がロック
中タスクリストから削除される。

ロック中タスクリストが空となるので、ロック待ちタス
クキューが調べられる。先頭に共有モードのロック要求
があるので、共有待ちロック手段４が呼び出され、ロッ
クモード部に共有モードを記録し、ロック待ちタスクキ
ューにあるすべての共有モードロック要求のタスク識別
子をロック中タスクリストに記録する。次に該記録が行
われた要求をロック待ちタスクキューからすべて削除し
、該要求を出したタスクの処理を再開させる。この結果
、排他制御テーブル８は第３図（ｆ）の状態となる。

本実施例では、資源毎に最大追越しタスク数Ｎを設けた
が、資源の種類にかかわらず固定値Ｎとして制御するこ
とも可能である。この場合、排他制御テーブル８内の最
大追越しタスクの欄は削除することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、資源が共有モードでロッ
クされている時、排他モードでロック待ちしているタス
クを追越してロック権を与えることのできる共有モード
ロック要求タスクの数を、ロック要求された資源Ｒの最
大追越しタスク数ＮＲに制限することにより、永久封鎖
の問題を避けながら共有資源の使用効率を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は排他制
御テーブルの構成図、第３図は実施例の具体的動作の説
明図である。 図において、１・・・共有要求処理手段、２・・・排他
要求処理手段、３・・・ロック解除手段、４・・・共有
待ちロック手段、５・・・排他待ちロック手段、６・・
・ロック要求処理部、７・・・アンロック要求処理部、
８・・・排他制御テーブル、９・・・共有資源排他制御
機能。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、計算機システムの共有資源排他制御方式において、 資源毎に最大追越しタスク数Ｎ＿ｉ（ｉ＝１〜資源数）
   を設定し、 資源Ｒに対する共有モードのロック要求に対し、該資源
   Ｒがロックされていない場合、または現在共有モードで
   ロックされており、該共有モードが開始されてから、排
   他モードのラック待ちタスクを追い越してロック権が与
   えられた共有モードロック要求タスクの数が該資源Ｒの
   最大追越しタスク数Ｎ＿Ｒ未満の場合にロック権を与え
   、その他の場合にはロック待ちとする共有要求処理手段
   と、 アンロック要求に対し、次にロック権を与えるべきロッ
   ク待ちタスクが共有モードで要求している場合、現在共
   有モードでロック待ちしているタスクすべてにロック権
   を与える共有待ちロック手段とを有することを特徴とす
   る共有資源排他制御方式。 ２、資源毎に設定した最大追越しタスク数Ｎ＿ｉを資源
   の種類にかかわらず固定値Ｎとしたことを特徴とする請
   求項１記載の共有資源排他制御方式。