JPH07200316A

JPH07200316A - 子プロセス生成方式

Info

Publication number: JPH07200316A
Application number: JP33784193A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Osada; 和久長田; Minoru Noda; 実野田; Tatsuo Hanzawa; 健生半澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】親子関係の変更処理時間および子プロセス全
体の生成時間の短縮化をともに図ることを目的とする。【構成】第一世代プロセス０の仕事の一部を分担して
処理するためのｎ個の子プロセスを生成するとともに、
これらの子プロセスのそれぞれと第一世代プロセス０と
の親子関係を確保するようにしたものであって、子プロ
セス１〜15の生成については、各世代プロセスが必要に
応じて生成するといった木構造的な態様で実行し、少な
くとも第三世代以降の子プロセス３、５、６、７、９〜
15のそれぞれは、自分の親プロセスに親子関係の切離し
を、また第一世代プロセス０に親子関係の設定を要求
し、親プロセスおよび第一世代プロセス０は当該要求に
合わせて親子関係を更新するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、子プロセス生成方式に
関し、特に第一世代プロセスの仕事の一部を分担して処
理するための所定個数の子プロセスを生成する方式に関
する。なお、１つのジョブステップ（またはジョブ）は
１つのプロセス（第一世代プロセス）、または第一世代
プロセスとこれのいくつかの子プロセスとからなってい
る。

【０００２】そして、本明細書で用いる「親プロセ
ス」、「子プロセス」とは任意のプロセス生成のときの
生成する側と生成される側の各プロセスを示す相対的な
概念であって、例えば第四世代プロセスは自分の親にあ
たる第三世代プロセスの子プロセスであると同時に第五
世代プロセスの親プロセスでもある。

【０００３】また、第一世代プロセスや複数の子プロセ
スなどの各プロセスの処理は単一プロセッサや通信回線
を介したマルチプロセッサにより実行されることになる
が、本発明にとってこの実行プロセッサの状況は任意で
あり、本明細書ではマルチプロセッサの使用を一応の前
提としている。

【０００４】一般に、１つのプロセス（第一世代プロセ
ス）の仕事の一部を複数の子プロセスが分担して処理す
る、例えば第一世代プロセスが実行予定の科学技術計算
の一部を所定個数の子プロセスが担当しててこれらのプ
ロセス全体によりこの計算を終了させるといったことが
行われている。

【０００５】この場合、当該所定個数だけの子プロセス
の生成時間の短縮を図るとともに、当該子プロセスと第
一世代プロセスとの親子関係を確保することが要請され
ており、本発明はこのような要請に応えるものである。

【０００６】なお、通常、前記任意のプロセス（第一世
代プロセス）は例えば行列計算などの応用プログラム及
びその処理デ−タ並びに自プロセスのＩＤなどを記述し
たもので、子プロセスの生成に際してはこの記述内容が
いわばコピーされることになる。このような子プロセス
の生成方式は、例えばＵＮＩＸオペレーティングシステ
ムではforkシステムコールを用いることにより実現され
ている。

【０００７】

【従来の技術】図６および図７は、一般的な、ｎ個の子
プロセスの生成方式の概要を示すものであり、・第一世代プロセスがｎ個の子プロセスを順次生成する
方式（図６参照）・第一世代プロセスから木構造的に第二世代、第三世代
・・・といったｎ個の子プロセスを生成していく方式
（図７参照）とに大別される。

【０００８】そして、ｎ個の子プロセスの生成に要する
時間は、図６の方式ではｎのオーダ、図７の方式ではlo
g ｎのオーダとなり後者の方が短時間でこれら子プロセ
スの生成を行うことができる。

【０００９】その反面、後者の木構造的な子プロセス生
成方式では、第三世代以降の子プロセスは第一世代プロ
セスとの間に親子関係が確保されておらず、例えば第三
世代プロセスが異常終了したとき、その子プロセスであ
る第四世代プロセス以降のものがたとえ正常終了したと
しても強制終了となるのでそれまでの処理がむだにな
る。

【００１０】また、図６の子プロセス生成方式により親
プロセス（第一世代プロセス）がｎ個の子プロセスをを
発生するには、例えばforkシステムコールをｎ回呼び出
してそれを実行すればよい〔図６(a) 参照〕。

【００１１】なお、プロセッサを指定したプロセスの生
成は、forkシステムコールを拡張したpeforkシステムコ
ールにより行う。そして、このpeforkは、プロセスを生
成すべきプロセッサＩＤを受け取り、・指定されたプロセッサ番号（ＩＤ）が自プロセッサな
ら、forkと同様に子プロセスを生成し、・指定されたプロセッサ番号（ＩＤ）が自プロセッサと
は異なるプロセッサであれば、当該プロセッサと通信し
て必要な子プロセスを生成する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の子
プロセス生成方式では、ｎ個の子プロセスの生成時間の
短縮を図ることと、子プロセスのそれぞれと第一世代プ
ロセスとの親子関係の確保を図ることとの両者を満足さ
せることができないという問題点があった。

【００１３】そこで、本発明では、前記の木構造的な手
法を基本としてｎ個の子プロセスを、その親プロセスや
第一世代プロセスのＩＤが承継されるかたちで生成する
とともに、生成後には少なくとも第三世代以降の世代プ
ロセスそれぞれの親子関係を変更してこれらのプロセス
が第一世代プロセスに管理されるようにし、さらには第
一世代プロセスが優先的に子プロセスを生成していくよ
うにすることにより、親子関係の変更処理時間および子
プロセス全体の生成時間の短縮化をともに図ることを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図において、[1] は子プロセス生成の様子
を、また[2] は第三世代以降の各プロセスと第一世代プ
ロセスとの間に親子関係を設定するための基本的手順を
それぞれ示している。

【００１５】ここで、０は第一世代プロセスを示し、１
〜15はそれぞれ子プロセスの番号とプロセス生成の優先
順位とを示しており、・子プロセス１、２、４および８は第二世代プロセス・子プロセス３、５、６、９、10および11は第三世代プ
ロセス・子プロセス７、12、13および14は第四世代プロセス・子プロセス15は第五世代プロセスとなっている。

【００１６】そして、子プロセスの生成は、・先ず、第一世代プロセス０がその子プロセス１を生成
し、・次に、第一世代プロセス０がその子プロセス２を、ま
た第二世代プロセス１がその子プロセス３をそれぞれ生
成し、・次に、第一世代プロセス０がその子プロセス４を、第
二世代プロセス１がその子プロセス５を、第二世代プロ
セス２がその子プロセス６を、また第三世代プロセス３
がその子プロセス７をそれぞれ生成し、・次に、第一世代プロセス０がその子プロセス８を、第
二世代プロセス１がその子プロセス９を、第二世代プロ
セス２がその子プロセス10を、第二世代プロセス４がそ
の子プロセス11を、第三世代プロセス３がその子プロセ
ス12を、第三世代プロセス５がその子プロセス13を、第
三世代プロセス６がその子プロセス14を、また第四世代
プロセス７がその子プロセス15をそれぞれ生成するとい
った順序になっている。

【００１７】また、子プロセスの生成に際しては、後述
のようなかたちでそれぞれの親プロセスの番号（Ｉ
Ｄ）、例えば第四世代プロセス（子プロセス）７の場合
には第三世代プロセス３の番号と第一世代プロセス０の
番号（ＩＤ）とが承継される。

【００１８】そして、これらの承継されたプロセス番号
やこれに対応する後述のプロセッサ番号（図３および図
４参照）に基づき、生成完了の子プロセスと第一世代プ
ロセス０との間の新たな親子関係設定が(a) や(b) の手
順で行われる。

【００１９】すなわち、(a) の手順は、各プロセスは、自分が生成した子プロセスの番号を自
らのプロセス管理表に記載し（図２参照）、第三世代以降の各プロセス、すなわち第一世代プロセ
ス０のプロセス管理表に（子プロセスとして）記載され
ていない子プロセス３、５、６、７、９〜15のそれぞれ
は、・親子関係の切離しを自らの親プロセス、例えば子プロ
セス７の場合にはその親プロセスである第三世代プロセ
ス３に要求するとともに、・第一世代プロセス０には新たな親子関係の設定を要求
し、この要求を受けた親プロセスや第一世代プロセス０
は、自らのプロセス管理表の内容を当該要求に応じて更
新するといったものである。

【００２０】また、(b) の手順は、 ′第一世代プロセス０は、第二世代以降の各プロセス
についてのプロセス管理表をそれぞれの生成前にあらか
じめ仮作成しておき、 ′第二世代または第三世代以降の各プロセスは、自ら
の生成完了を第一世代プロセスに通知し、 ′この通知を受けた第一世代プロセス０は、仮作成の
プロセス管理表の対応部分に生成完了のフラグをたてる
といったものである。

【００２１】ステップ′のプロセス管理表には生成予
定の子プロセスそれぞれのプロセッサ番号などを記入し
ておいてもよく、またステップ′で第三世代以降の各
プロセスを用いる場合には、(a) の手順のときと同じよ
うに、第一世代プロセス０が第二世代の子プロセスを生
成した段階でその旨を前記プロセス管理表に記入するこ
とになる。なお、ここで用いるプロセッサ番号は１つの
ジョブステップ内では一意になるように仮想化されてお
り、この仮想化によって、プロセッサ番号で子プロセス
を識別することが可能となる。

【００２２】

【作用】本発明は、このように、第一世代プロセスから
スタートしてｎ個の子プロセスを木構造的に生成すると
ともに、これらのプロセスのそれぞれを第一世代プロセ
スの子プロセスにするべく当該プロセスの親子関係を変
更するようにしたものである。

【００２３】さらには、この木構造的な子プロセスの生
成に際して、・親プロセスとなりえる複数のプロセスが同時に存在し
それぞれの世代が異なる場合には第一世代プロセスまた
はこれに近い方のプロセス・同じ近さ（同じ世代）なら、先に生成された方のプロ
セスを優先させることにより、第一世代プロセス自身から生
成される子プロセスの個数をより増やしてその後の親子
関係の変更の必要数が減るようにしている。

【００２４】また、あるプロセスの親子関係の変更・設
定を行うには、・(a) の手順のときには、当該プロセスはその親プロセ
スおよび第一世代プロセス０とロックをとること・(b) の手順のときには、当該プロセスは第一世代プロ
セス０とのロックをとることが先ず必要である。

【００２５】そして、このプロセスが子プロセスを生成
する前に自プロセスの親子関係を変更・設定しようとし
ても当該ロックの相手プロセスが子プロセスの生成中で
あってその分待たされる可能性があり、一方、一つのプ
ロセスを生成する時間は例えば100ms といったオーダで
あるのに対し、親子関係の変更に要する時間はせいぜい
5ms 程度である。

【００２６】そのため、プロセスの親子関係の変更・設
定については、ｎ個の子プロセスのすべての生成が完了
してから行うようにすることにより、待ち時間はたかだ
かそのロック相手が親子関係の変更・設定を実行してい
る場合の5ms 程度に抑えることができる。

【００２７】なお、図２は、(a) の手順における更新前
の各プロセス管理表の状態、すなわちステップで各プ
ロセスが生成した子プロセスすべての番号（ＩＤ）を記
入した状態を示すもので、例えばプロセス０は１、２、
４および８の子プロセスを生成したことが、またプロセ
ス８〜15のそれぞれは子プロセスを生成していないこと
が記入されている。ここで、各プロセスについてその親
プロセスの番号や第一世代プロセスの番号もプロセス管
理表に記入するかどうかは任意である。

【００２８】

【実施例】図３〜図５を参照して本発明の実施例を説明
する。図３および図４は、子プロセス生成プログラムの
処理手順を示す説明図であり、ここでは生成すべき子プ
ロセスの個数ｎと子プロセスを生成すべきプロセッサ番
号を記入したＰＥリストが与えられるものとしている。

【００２９】また、・ｐｉｄ０には第一世代プロセスの番号（ＩＤ）を、ｐ
ｉｄ１には親プロセスの番号（ＩＤ）をそれぞれ記憶
し、・ｐｅｉｄ０には第一世代プロセスに対応のプロセッサ
の番号（ＩＤ）を、ｐｅｉｄ１には親プロセスに対応の
プロセッサのの番号（ＩＤ）をそれぞれ記憶している。

【００３０】この処理手順は次のようになっている。 (1) 第一世代プロセスのＩＤをｐｉｄ０に記憶してｐｉ
ｄ１にこのｐｉｄ０を設定し、第一世代プロセスを処理
するプロセッサのＩＤをｐｅｉｄ０に記憶してｐｅｉｄ
１にこのｐｅｉｄ０を設定し、また世代変数であるｎｅ
ｓｔに「０」を設定して、次のステップに進む。 (2) ＰＥリストの先頭に記載されているプロセッサ上に
子プロセスを生成して、次のステップに進む。なお、子
プロセスは、前記したように親プロセスの内容である応
用プログラムやそのデ−タに加えて当該親プロセスや第
一世代プロセスそれぞれのＩＤおよびこれらのプロセス
の担当プロセッサそれぞれのＩＤなどを承継したもので
ある。 (3) 前のステップで一対の親子プロセスが存在すること
になるが、判断対象となっているプロセスはこの親子プ
ロセスの中の子プロセスであるかどうかを判断し、「YE
S 」の場合はステップ(9) に進み、「NO」の場合は次の
ステップに進む。 (4) 自らのプロセス管理表に、生成された子プロセス
（自分が生成した子プロセス）の番号を記入して、次の
ステップに進む。このステップからステップ(8) までは
ステップ(2) の親プロセス（第一世代プロセスとは限ら
ない）に対する処理である。 (5) 「ｎ＝１」であるかどうかを判断し、「YES 」の場
合はステップ(14)に進み、「NO」の場合は次のステップ
に進む。ここで、「NO」の場合とは今回のステップ(2)
の処理で一つの子プロセスを生成した後もまだ未生成の
子プロセスが（ｎ−１）個だけ残っているときであり、
「ｎ＝１」の場合とは前回の当該ステップの処理におい
て未生成の子プロセスが１個と特定され今回のステップ
(2) の処理でこの一つの子プロセスが生成されてｎ個の
子プロセスの生成が完了したときである。 (6) ｎは偶数であるかどうかを判断し、「YES 」の場合
は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(8) に
進む。 (7) ＰＥリストの第２エントリから（ｎ／２＋１）番目
までのエントリを新ＰＥリストとし、かつ、ｎをｎ／２
で更新して、ステップ(2) に戻る。 (8) ＰＥリストの第２エントリから（ｎ＋１）／２番目
までのエントリを新ＰＥリストとし、かつ、ｎを（ｎ−
１）／２で更新して、ステップ(2) に戻る。

【００３１】続いて、ステップ(2) の子プロセスに対す
る処理が行われる。 (9) 「ｎ≦２」であるかどうかを判断し、「YES 」の場
合はステップ(14)に進み、「NO」の場合は次のステップ
に進む。ここで、判断基準が「２」となっているのは、
「ｎ＝２」の場合、すなわち前回のステップ(2) の子プ
ロセスの生成後も２個の未生成の子プロセスが残ってい
る場合には今回のステップ(2) の処理で一つの子プロセ
スが生成され、残りの一つのプロセスの次回の生成は親
プロセスに対する前記ステップ(4) 〜(8) で分担するよ
うにしているからである。 (10)ｎは偶数であるかどうかを判断し、「YES 」の場合
は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(12)に
進む。 (11)ＰＥリストの（ｎ／２＋２）番目のエントリから最
終エントリまでを新ＰＥリストとし、かつ、ｎを（ｎ／
２−１）で更新して、ステップ(13)に進む。 (12)ＰＥリストの〔（ｎ＋１）／２＋１〕番目のエント
リから最終エントリまでを新ＰＥリストとし、かつ、ｎ
を（ｎ−１）／２で更新して、次のステップに進む。 (13)（ｎｅｓｔ＋１）でｎｅｓｔを更新し、この子プロ
セスのＩＤををｐｉｄ１に設定し、またこの子プロセス
を生成したプロセッサのＩＤをｐｅｉｄ１に設定して、
ステップ(2) に戻る。このＩＤを持つ子プロセスがその
後のステップ(2)の処理では親プロセスとして子プロセ
スを生成することになる。 (14)ｎｅｓｔの値が２以上の子プロセス、すなわち第三
世代以降の子プロセスについての親子関係の変更処理を
行う（図７参照）。

【００３２】なお、以上のプロセス生成プログラムの処
理手順は図１の(a) の親子関係の変更手順を前提として
いるが、図１の(b) の親子関係の変更手順をとる場合に
はステップ(4) を削除して例えばステップで求めた子プ
ロセスのＩＤと生成完了を第一世代プロセスに通知する
ように変更すればよい。

【００３３】図７は、子プロセスの親子関係を変更する
ときの手順を示す説明図であり、その内容は次のように
なっている。 (21)ステップ(2) で承継したＩＤに基づいて第一世代プ
ロセスまたはそのプロセッサ単位の排他ロックをとる。 (22)ステップ(2) で承継した、ステップ(13)のＩＤに基
づいて親プロセスまたはそのプロセッサ単位の排他ロッ
クをとる。 (23)自プロセスまたはそのプロセッサ単位の排他ロック
をとる。 (24)第一世代プロセスに親子関係の付け替え要求を行
う。 (25)親プロセスに親子関係の切離し要求を行う。 (26)第一世代プロセスまたはそのプロセッサ単位の排他
ロックを解除する。 (27)親プロセスまたはそのプロセッサ単位の排他ロック
を解除する。 (28)自プロセスまたはそのプロセッサ単位の排他ロック
をとる。

【００３４】ここで、第一世代プロセスは親子関係の付
け替え要求に応じて、また親プロセスは親子関係の切離
し要求に応じてそれぞれのプロセス管理表の内容を更新
することになる。

【００３５】また、排他ロックの要求元プロセスと要求
先プロセスとが別々のプロセッサで動作しているときに
は、それぞれのプロセッサ間で通信して排他ロックの獲
得要求を行いその結果を要求元プロセスは通知してもら
うが、要求先プロセッサは、排他ロックを獲得できない
ときには「獲得できなかった」ことの通知を行わずにこ
の獲得できた時点でその旨の通知を行うようにしてい
る。これはプロセッサ間での通信量を削減するためであ
る。

【００３６】なお、要求先プロセッサのＩＤは要求先プ
ロセスのＩＤから求め、排他ロックの解放処理は解放す
べきプロセスのＩＤからそのプロセスが動作しているプ
ロセッサのＩＤを求めて当該プロセッサに対する通信に
より排他ロックの解放要求を依頼する。

【００３７】また、自プロセッサに対する排他ロックの
獲得は次のように行なわれる。・排他ロック要求をロックキューに繋ぐ。・排他ロック要求の受付が可能で、かつロックキューに
排他ロック要求が繋がっていれば一つ取り出して排他ロ
ックを獲得し、その旨を要求元に通知する。・このとき、排他ロックが獲得できなければ、要求元に
は何も通知しないで終了する。このとき、要求元は待ち
状態のままである。

【００３８】そして、排他ロックの解放要求があったと
きには、・その排他ロックを解除し、・排他ロック要求の受付が可能で、かつロックキューに
（別の）排他ロック要求が繋がっていれば一つ取り出し
て排他ロックの獲得処理を行う。

【００３９】なお、ロックキューは、プロセスの生成・
消滅処理を排他制御するため各プロセッサに一つ作成し
たもので、排他ロック要求元のプロセスＩＤ、プロセッ
サＩＤおよび通知アドレス（起動手段）を格納してい
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、このように、木構造的な手法
を基本としてｎ個の子プロセスを生成するとともに、生
成後には少なくとも第三世代以降の世代プロセスそれぞ
れの親子関係を変更してこれらの世代プロセスが第一世
代プロセスに管理されるようにし、さらには第一世代プ
ロセスが優先的に子プロセスを生成するようにしている
ため、親子関係の変更処理をより少なくしつつ子プロセ
ス全体の生成時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、原理説明図である。

【図２】図１の(a) の変更手順における各プロセス管理
表の更新前の状態を示す説明図である。

【図３】本発明の、子プロセス生成プログラムの処理手
順を示す説明図（その１）である。

【図４】本発明の、子プロセス生成プログラムの処理手
順を示す説明図（その２）である。

【図５】本発明の、子プロセスの親子関係を変更する手
順を示す説明図である。

【図６】一般的な、親プロセスと生成されたｎ個の子プ
ロセスとの関係を示す説明図である。

【図７】一般的な、木構造的に子プロセスを生成する方
法を示す説明図である。

【符号の説明】

図１において、０・・・第一世代プロセス（親プロセス）１・・・第二世代プロセス（子プロセス／親プロセス）２・・・第二世代プロセス（子プロセス／親プロセス）３・・・第三世代プロセス（子プロセス／親プロセス）４・・・第二世代プロセス（子プロセス／親プロセス）５・・・第三世代プロセス（子プロセス／親プロセス）６・・・第三世代プロセス（子プロセス／親プロセス）７・・・第四世代プロセス（子プロセス／親プロセス）８・・・第二世代プロセス（子プロセス）９・・・第三世代プロセス（子プロセス） 10・・・第三世代プロセス（子プロセス） 11・・・第三世代プロセス（子プロセス） 12・・・第四世代プロセス（子プロセス） 13・・・第四世代プロセス（子プロセス） 14・・・第四世代プロセス（子プロセス） 15・・・第五世代プロセス（子プロセス）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一世代プロセスの仕事の一部を分担し
て処理するための所定個数の子プロセスを生成するとと
もに、当該子プロセスのそれぞれと前記第一世代プロセ
スとの間の親子関係を確保するようにした子プロセス生
成方式であって、前記子プロセスの生成については、前記第一世代プロセ
ス以降の各世代プロセスが必要に応じて生成するといっ
た木構造的な態様で実行し、少なくとも第三世代以降の前記子プロセスのそれぞれ
は、自分の親プロセスに対して親子関係の切離しを、ま
た前記第一世代プロセスに対して親子関係の設定を要求
し、当該親プロセスおよび前記第一世代プロセスは、当該要
求に合わせて親子関係を更新するようにしたことを特徴
とする子プロセス生成方式。
【請求項２】前記親子関係の切離しおよび前記親子関
係の設定の要求を、前記所定個数の前記子プロセスのす
べての生成が完了してから実行するようにした請求項１
記載の子プロセス生成方式。
【請求項３】第一世代プロセスの仕事の一部を分担し
て処理するための所定個数の子プロセスを生成するとと
もに、当該子プロセスのそれぞれと前記第一世代プロセ
スとの間の親子関係を確保するようにした子プロセス生
成方式であって、前記第一世代プロセスはあらかじめ前記所定個数の前記
子プロセスについてのプロセス管理表を仮作成してお
き、前記子プロセスの生成については、前記第一世代プロセ
ス以降の各世代プロセスが必要に応じて生成するといっ
た木構造的な態様で実行し、少なくとも第三世代以降の前記子プロセスのそれぞれ
は、自プロセスの生成完了を前記第一世代プロセスに通
知し、前記第一世代プロセスは、前記プロセス管理表にこの生
成完了の情報を追加するようにしたことを特徴とする子
プロセス生成方式。
【請求項４】前記子プロセスの生成を、その親プロセ
スおよび前記第一世代プロセスそれぞれのＩＤが承継さ
れるかたちで行うようにした請求項１、２または３記載
の子プロセス生成方式。
【請求項５】前記プロセスの生成を前記木構造的な態
様で実行するに際し、前記第一世代プロセスが優先して
子プロセスを生成するようにした請求項１、２、３また
は４記載の子プロセス生成方式。