JPH10187527A

JPH10187527A - アクセス競合を防ぐ装置および方法

Info

Publication number: JPH10187527A
Application number: JP9187269A
Authority: JP
Inventors: Erik E Hagersten; エリック・イー・ハガーステン; Mark Donald Hill; マーク・ドナルド・ヒル
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1998-07-21
Also published as: EP0817040A2; EP0817040A3; US5835906A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】複数の記憶データ・オブジェクトを有し、複
数のスレッドを同時に動作させることができるコンピュ
ータ・システム内でアクセス競合を防ぐ。【解決手段】複数の動的ロック構造要素を有する動的
ロック構造を備え、また、第１の複数の記憶データ・オ
ブジェクトのうちの第２の複数の記憶データ・オブジェ
クトをマッピング関数に従って複数の動的ロック構造要
素のうちの第１の動的ロック構造要素にマップする。第
１の動的ロック構造要素は、第３の複数の記憶データ・
オブジェクトの識別表示を記憶するように構成される。
第３の複数の記憶データ・オブジェクトは、アクセスさ
れている第２の複数の記憶データ・オブジェクトのサブ
セットを表し、したがって記憶データ・オブジェクトに
現在アクセスしているスレッド以外のスレッドは、動的
ロック構造内に記憶されているその識別表示を有する記
憶データ・オブジェクトにアクセスすることができな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ・シ
ステム内の記憶データ・オブジェクトを共用する方法お
よび装置に関し、さらに詳細には、本発明は、複数のプ
ロセスまたはスレッドが複数の記憶されたデータ・オブ
ジェクトに効率的かつ正確にアクセスすることができる
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現代のコンピュータ・システムでは、複
数のプロセスまたはスレッドが書込みまたは読取りを行
うために同じ記憶データ・オブジェクトにアクセスした
いことがある。ここで使用するソフトウェア・プロセス
またはスレッドなる語は、同じ意味であり、一般に論理
上別個の実行ストリームをさす。例として、同時に動作
している複数の機能は、異なるプロセスまたはスレッド
内で実行されていると言える。

【０００３】一般に、単一のプロセッサ、複数のプロセ
ッサ、またはコンピュータ・ネットワーク内の複数のコ
ンピュータを介して複数のスレッドを実行することがで
きる。説明のために、図１に、複数のスレッドがプロセ
ッサ１０２を介して多重方式で実行される多重プログラ
ミング状況の一例を示す。スレッドから見ると、スレッ
ドは、１つの多重プロセッサ内ではなく異なるプロセッ
サ内で実行されるように見える。

【０００４】図１には、図１のコンピュータ・システム
に関連し、データを記憶する記憶スペースを示す記憶機
能１１０が示されている。記憶機能（ＳＦ, storage fa
cility）１１０は、例えば、半導体メモリ、フラッシュ
・メモリ、仮想メモリ、磁気記憶装置または光記憶装置
など、データを記憶することができる任意の装置または
複数の装置の組合せを表す。

【０００５】記憶機能１１０内には、複数の記憶された
データ・オブジェクト１１２、１１４および１１６が示
されている。これらの記憶データ・オブジェクト１１
２、１１４および１１６のそれぞれは、スレッド１０
４、１０６または１０８の１つが書込みまたは読取りを
行いたいデータ記憶装置のユニットを表す。各記憶デー
タ・オブジェクトは、スレッドによって実施される特定
のタスクに適合するように幾通りもの形で構成され、配
置される。例として、スレッド１０４、１０６および１
０８がデータベース内のデータを操作するプロセスを表
す場合、記憶データ・オブジェクト１１２は、例えば、
スレッド１０４〜１０８のいずれかが書込みまたは読取
りを行うことができるデータベースを表す。もちろん、
任意の数の記憶データ・オブジェクトを記憶機能１１０
内に準備することができる。データベース内には、例え
ば、スレッドがアクセスすることができるレコードを表
す何百万個以上もの記憶データ・オブジェクトがある。

【０００６】また、スレッドによって操作すべきデータ
を記憶するユニットを表すのに「オブジェクト」なる語
を使用しているが、現代の文献においてソフトウェアに
おいて「オブジェクト指向」手法と通常呼ばれるものに
本発明を限定する意図はないことを念頭に置かれたい。
実際、本発明は、これに限定されないが、上述のオブジ
ェクト指向手法を含む従来のプログラミング手法を使用
して実施されるものである。

【０００７】上述のように、複数のスレッドは、複数の
プロセッサを介して実施できる。図２および図３に、複
数のスレッドが複数のプロセッサ（図２）上で実行され
る２つの異なる多重処理状況、および複数のコンピュー
タ・システム（図３）上で実行される２つの異なる多重
処理状況を示す。図２には、それぞれ記憶データ・オブ
ジェクト１１２、１１４および１１６にアクセスするス
レッド１３０、１３２および１３４の別の１つを実行し
ている複数のプロセッサ１２２、１２４および１２６を
有するコンピュータ・システム１２０が示されている。
図３には、スレッド１５０、１５２および１５４が異な
るコンピュータ・システム１６０、１６２および１６４
上で実行される別形態が示されている。各スレッド１５
０、１５２および１５４は、記憶機能１１０の任意の記
憶データ・オブジェクト１１２、１１４および１１６に
アクセスする。

【０００８】２つ以上のスレッドが同じ記憶データ・オ
ブジェクトに対してアクセスを試みることがなければ、
アクセス競合は起こらない。複数のスレッドが同じ記憶
データ・オブジェクト、例えば図２の記憶データ・オブ
ジェクト１１２に同時にアクセスしたい場合、記憶デー
タ・オブジェクト１１２の同時アクセスは、誤った結果
をもたらす。説明のために、スレッド１３０が記憶デー
タ・オブジェクト１１２内のデータを更新したい状況に
ついて考える。スレッド１３０が記憶データ・オブジェ
クト１１２の内容を更新している間、他のスレッド１３
２がそれを読み取るために記憶データ・オブジェクト１
１２にアクセスすることを許可された場合、アクセス競
合が起こる。これは、スレッド１３２が記憶データ・オ
ブジェクト１１２の一部更新されたコピーしか得ること
ができないためである。したがって、アクセス競合のた
めに、スレッド１３２は誤ったデータを受け取ることに
なる。

【０００９】従来技術において、上述のアクセス競合問
題を回避するいくつかの技法が提案されている。図４
に、複数のスレッドが単一の記憶データ・オブジェクト
に同時にアクセスすることを許可された場合に起こるア
クセス競合を回避する従来技術の技法を示す。次に図４
を参照すると、記憶機能１１０内の記憶データ・オブジ
ェクト１８０、１８２、１８４、１８６、１８８および
１８９にアクセスすることができるスレッドを表す複数
のスレッド２０２、２０４および２０６が示されてい
る。アクセス競合を回避するために、各記憶データ・オ
ブジェクト１８０〜１８９にはロッキング・フラグが関
連付けをされている。例えば、それぞれの記憶データ・
オブジェクト１８０、１８２、１８４、１８６、１８８
および１８９に対応するロッキング・フラグ１９０、１
９２、１９４、１９６、１９８および１９９が示されて
いる。

【００１０】スレッド、例えばスレッド２０２は、記憶
データ・オブジェクト、例えば記憶データ・オブジェク
ト１８０にアクセスした場合、アクセスした記憶データ
・オブジェクトに対応するロッキング・フラグをセット
する。記憶データ・オブジェクト１８０の場合、スレッ
ド２０２より記憶データ・オブジェクト１８０がアクセ
スされたとき、対応するロッキング・フラグ１９０がセ
ットされる。ロッキング・フラグ１９０がセットされて
いる間、他のスレッド、例えばスレッド２０４または２
０６は、記憶データ・オブジェクト１８０にアクセスす
ることができない。スレッド２０２は、そのアクセスを
終了すると、ロッキング・フラグ１９０をリセットし、
それにより他のスレッドが記憶データ・オブジェクト１
８０にアクセスすることができるようにする。

【００１１】アクセス競合を回避する従来技術の技法
は、比較的少数の記憶データ・オブジェクトに対しては
十分に役立つ。しかしながら、多数の記憶データ・オブ
ジェクト、例えば何百万もの記憶データ・オブジェクト
を有するシステムにおいては、すべての記憶データ・オ
ブジェクトに対するフラグの要求は、多数の記憶データ
・オブジェクトに対して何百万個以上ものフラグが必要
となるので、記憶機能資源の極めて非能率的な使用を呈
する。各フラグが、例えば、フラグの読取りまたは書込
みの速度を高めるために通常行われるように、１バイト
（すなわち８ビット）または１ワード（すなわち３２ビ
ット）を必要とする場合、すべての従来技術のフラグを
実施するのに必要なビットの数は法外に多くなる。各フ
ラグが１ビットしか必要としない場合でも、そのような
多数のフラグは、システムによっては、アクセス競合を
防ぐためだけに容認できないほど大きい記憶機能オーバ
ヘッドとなる。

【００１２】さらに、記憶データ・オブジェクト当たり
のビットの数は、システムによってはあまり多くないこ
ともある。この場合、実際のデータ記憶に使用されるビ
ットの数に対するフラグを実施するのに必要なビットの
数の比率は、容認できないほど大きくなる。このオーバ
ヘッド率はまた、理解できるように、記憶データ・オブ
ジェクトのサイズが縮小するにつれて増大する傾向があ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のことから、複数
のスレッドが同じ記憶データ・オブジェクトにアクセス
しようと試みた場合に起こるアクセス競合を回避する改
善された方法および装置が必要である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一実施形態で
は、第１の複数の記憶データ・オブジェクトを有し、複
数のスレッドを同時に動作させることができるコンピュ
ータ・システム内でアクセス競合を防ぐ装置に関する。
アクセス競合は、複数のスレッドのうちの２つ以上のス
レッドが第１の複数の記憶データ・オブジェクトの１つ
に同時にアクセスすることを許可された場合に起こる。

【００１５】本装置は、複数の動的ロック構造要素を有
する動的ロック構造を含んでいる。複数の動的ロック構
造要素は、第１の複数の記憶データ・オブジェクトの数
よりも数が少ない。第１の複数の記憶データ・オブジェ
クトのうちの第２の複数の記憶データ・オブジェクト
は、マッピング関数に従って複数の動的ロック構造要素
のうちの第１の動的ロック構造要素にマップする。マッ
ピング関数では、第１の動的ロック構造要素にマップす
る第２の複数の記憶データ・オブジェクトのうちのただ
１つの記憶データ・オブジェクトが、複数のスレッドの
うちの１つのスレッドによって所与の時点においてアク
セスされるようになっている。

【００１６】また、第３の複数の記憶データ・オブジェ
クトの識別表示（アイデンティティ）を記憶する第１の
動的ロック構造要素に関連付けをされた記憶機能が含ま
れている。第３の複数の記憶データ・オブジェクトは、
現在アクセスされている第２の複数の記憶データ・オブ
ジェクトのサブセットを表し、したがって記憶データ・
オブジェクトに現在アクセスしているスレッド以外のス
レッドは、動的ロック構造内に記憶されているその識別
表示を有する記憶データ・オブジェクトにアクセスする
ことができない。

【００１７】他の実施形態では、第１の複数の記憶デー
タ・オブジェクトを有し、複数のスレッドを同時に動作
させることができるコンピュータ・システム内でアクセ
ス競合を防ぐ方法に関する。この方法は、複数の動的ロ
ック構造要素を有する動的ロック構造を与えるステップ
を含む。また、第１の複数の記憶データ・オブジェクト
のうちの第２の複数の記憶データ・オブジェクトをマッ
ピング関数に従って複数の動的ロック構造要素のうちの
第１の動的ロック構造要素にマップするステップがあ
る。マッピング関数のために、複数の動的ロック構造要
素は、第１の複数の記憶データ・オブジェクトの数より
も数が少なくなる。第１の動的ロック構造要素は、第３
の複数の記憶データ・オブジェクトの識別表示を記憶す
るように構成される。第３の複数の記憶データ・オブジ
ェクトは、アクセスされている第２の複数の記憶データ
・オブジェクトのサブセットを表し、したがって記憶デ
ータ・オブジェクトに現在アクセスしているスレッド以
外のスレッドは、動的ロック構造内に記憶されているそ
の識別表示を有する記憶データ・オブジェクトにアクセ
スすることができない。

【００１８】本発明の上記その他の利点は、以下の詳細
な説明を読み、各図面を検討すれば明らかになろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】特に、複数のプロセスまたはスレ
ッドが複数のデータ・オブジェクトに効率的かつ正確に
アクセスすることができる本発明について説明する。以
下の説明は、本発明を完全に理解することができるよう
に、多数の特定の詳細を示す。しかしながら、本発明
は、これらの特定の詳細の一部またはすべてを用いなく
とも実施できることが当業者には明らかであろう。他の
場合には、本発明を不必要に曖昧にしないために、周知
の構造およびプロセス・ステップについては詳細に説明
していない。

【００２０】本発明の一態様によれば、従来必要とされ
た全ての記憶データ・オブジェクトに対してのロッキン
グ・フラグの要求をなくすせるので有利である。所与の
時点においてアクセスされている記憶データ・オブジェ
クトの実際の数は、所与の記憶機能内の記憶データ・オ
ブジェクトの総数よりも少ないことを理解されたい。こ
の理解があれば、所与の時点において、どのスレッドか
らもアクセスされない記憶データ・オブジェクトが多数
ある（したがって、アクセス競合の危険がない）ので、
すべての記憶データ・オブジェクトに対して記憶機能内
にロックを物理的に準備する必要はないということであ
る。しかしながら、課題は、アクセス競合を防ぐために
物理的に実施されるロックの数を減らす（それにより、
この目的に充てられた記憶機能オーバヘッドを減らす）
と同時に、スレッドから記憶データ・オブジェクトにア
クセスすることができ、他のスレッドを迅速かつ効率的
にロック・アウトすることである。

【００２１】本発明の一態様によれば、スレッドにより
現在アクセスされている記憶データ・オブジェクトをロ
ック・アウトする複数の物理ロックが提供される。本願
で使用している物理ロックなる語は、一般にメモリ内で
実際に実行されるデバイスをさし、その実行には、いく
らかの記憶機能資源が必要である。本発明に従って提供
される物理ロックの数は、図４の従来技術の手法と異な
り、使用できる記憶データ・オブジェクトの数よりも数
が少ないことが有利である。例えば、あるシステムで
は、１０００個の物理ロックを使用して、何百万個の記
憶データ・オブジェクトへのアクセスを追跡する何百万
個の概念ロックを実施することもある。

【００２２】概念的に言えば、すべての記憶データ・オ
ブジェクトには論理ロックすなわち概念ロックが関連付
けられている。所与のシステムに対しての本発明の概念
ロックの数は、従来技術の実際の物理ロックと同数であ
るが、本発明による概念ロックは、実行にあたり実際の
記憶機能資源を必要としないことが有利である。この明
細書でのそれらの説明は、本発明を当業者に周知の用語
で示すものである。概念ロックは、実世界のコンピュー
タ・システム内で実行する必要はないことを常に念頭に
置かれたい。

【００２３】本発明の特徴および利点の詳細な説明のた
めに図５を参照する。図５には、複数の記憶データ・オ
ブジェクト３１０、３１２、３１４、３２０、３２２お
よび３２４を記憶する記憶機能１１０が示されている。
特定の記憶データ・オブジェクトがスレッドによって現
在アクセスされているかどうか（したがって、他のスレ
ッドによって試みられたアクセスをロック・アウトすべ
きかどうか）を概念的に示すために、それぞれの記憶デ
ータ・オブジェクト３１０、３１２、３１４、３２０、
３２２および３２４に関連付けをされた複数の概念ロッ
クＣＬ＿３１０、ＣＬ＿３１２、ＣＬ＿３１４、ＣＬ＿
３２０、ＣＬ＿３２２およびＣＬ＿３２４が示されてい
る。例えば、概念ロックＣＬ＿３１０は、ロック状態に
あり、スレッド、例えばスレッド２０２が記憶データ・
オブジェクト３１０に現在アクセスしており、他のスレ
ッド、例えばスレッド２０４または２０６によって試み
られる記憶データ・オブジェクト３１０へのアクセスを
拒否すべきことを示すものとして示されている。同様
に、概念ロックＣＬ＿３１４は、ロック状態にあり、そ
れにより現在その対応する記憶データ・オブジェクト３
１４にアクセスしているスレッドを除いて、他のスレッ
ドによってその関連付けをされた記憶データ・オブジェ
クト３１４へのアクセスを防ぐものとして示されてい
る。一方、概念ロックＣＬ＿３１２、ＣＬ＿３２０、Ｃ
Ｌ＿３２２およびＣＬ＿３２４は、非ロック状態にあ
り、スレッド２０２、２０４および２０６のいずれかが
それらに関連付けをされた記憶データ・オブジェクトへ
のアクセスを要求することができ、それらの要求は直ち
に許可できることを示すものとして示されている。

【００２４】所与の時点においてロックされた概念ロッ
クを追跡するために、本発明の一態様によれば、動的ロ
ック構造３５０が提供される。動的ロック構造３５０の
役目は、アクセス競合を防ぐために記憶データ・オブジ
ェクトへのアクセスを管理することである。概念ロック
と異なり、動的ロック構造３５０およびその構成部分
は、実際には組み込まれたメモリである。すなわち、動
的ロック構造３５０を実行する場合、実際には実際の物
理記憶機能資源が使用される。動的ロック構造３５０
は、スレッドによって現在アクセスされている概念ロッ
クの識別表示（これは一実施形態において記憶データ・
オブジェクトの識別表示を表す）のみを追跡することが
必要であるので、その実施に充てられた記憶機能資源の
総量は、従来技術において必要とされる量、例えば、従
来技術図４のロック・フラグを実施するのに必要なメモ
リの量と比較して少ないことが有利である。

【００２５】図５に示すように、動的ロック構造３５０
は複数の構造要素を含んでおり、そのうちの３つの要素
Ｍ１、Ｍ２およびＭ３が示されている。本発明の一態様
によれば、動的ロック構造３５０内の動的ロック構造要
素の数は、概念ロックの数よりも少ないことが有利であ
る。動的ロック構造要素の数を少なくするために、複数
の概念ロックが、何らかのマッピング関数に従って各動
的ロック構造要素にマップされる。適切なマッピング関
数により、同時に使用されている概念ロックが異なる動
的ロック構造要素にマップされるようになり、同時に迅
速に実行されることが好ましい。システムは、例えば、
記憶データ・オブジェクトのアドレスの中央部から（例
えば、適切なビット・マスクおよびシフト命令を使用し
て）ビット群を選択するか、あるいは従来のハッシュ関
数を使用することができる。図５の例では、ＣＬ＿３１
０からＣＬ＿３１９までのすべての概念ロックは動的ロ
ック構造要素Ｍ１にマップし、ＣＬ＿３２０からＣＬ＿
３２９までのすべての概念ロックは動的ロック構造要素
Ｍ２にマップする、などとなる。

【００２６】図６および図７に、動的ロック構造要素Ｍ
１、Ｍ２およびＭ３を含む動的ロック構造３５０の一部
を本発明の一実施形態に従って詳細に示す。各動的ロッ
ク構造要素、例えば動的ロック構造要素Ｍ１内には、物
理ロック部分、リストロック・フラグ部分および動的リ
スト部分が示されている。一実施形態では、物理ロック
部分は、対応する動的構造要素にマップする１つの概念
ロックの識別表示か、またはこの動的ロック構造要素に
関連付けをされた動的リストが空かどうかを示すフラグ
を記憶するメモリ構造を含んでいる。概念ロックは概念
としてのみ存在するので、概念ロックの識別表示は、一
実施形態では、その対応する記憶データ・オブジェクト
の識別表示によって表されることを理解されたい。記憶
データ・オブジェクトは、例えば、メモリ内に記憶され
ている場合、その開始アドレスによって識別される。物
理ロック部分内に記憶されるフラグＥＭＰＴＹ及びＮＯ
Ｔ＿ＥＭＰＴＹは、一実施形態では、単一ビット、例え
ば、単一ビットの０と１の値によって実行される。或い
は、他の従来のロック実施形態を使用することもでき
る。

【００２７】図７の動的ロック構造要素Ｍ１を参照する
と、例えば、物理ロック４１０は、動的ロック構造要素
Ｍ１に関連付けをされた動的リスト４１２が空でないこ
とを示すフラグＮＯＴ＿ＥＭＰＴＹを記憶するものとし
て示されている。一方、動的ロック構造要素Ｍ３の物理
ロック４３０は、動的ロック構造要素Ｍ３の対応する動
的リスト４３２が現在空であることを示すフラグＥＭＰ
ＴＹを記憶するものとして示されている。

【００２８】動的ロック構造要素にマップされる概念ロ
ックは、その動的ロック構造要素にマップするすべての
概念ロックの中でスレッドによって現在アクセスされて
いる唯一の概念ロックであるならば、その概念ロック識
別表示が、その動的ロック構造要素の物理ロック部分内
に記憶される。例として、動的ロック構造要素Ｍ２にマ
ップするすべての概念ロックの中で概念ロックＣＬ＿３
２２のみが現在アクセスされている場合、概念ロックＣ
Ｌ＿３２２の識別表示は、動的ロック構造要素Ｍ２の物
理ロック部分、すなわち物理ロック部分４２０内に記憶
されることが好ましい。後で詳細に説明するように、概
念ロック識別表示が動的ロック構造要素の物理ロック部
分内に記憶できる場合は常に、スレッドが記憶データ・
オブジェクトにアクセスでき、本発明ではこのことを利
用して速度を高め、概念ロックを獲得したり、解放する
ことができる。

【００２９】動的ロック構造３５０の各動的ロック構造
要素はさらにリストロック・フラグを含んでいる。リス
トロック・フラグは、それに関連付をされた動的リス
ト、すなわち同じ動的ロック構造要素に属する動的リス
トが所与の時点においてアクセス可能であるかどうかを
示すために使用される。図７の実施形態では、リストロ
ック・フラグは、ＬＯＣＫ＿ＬＩＳＴおよびＵＮＬＯＣ
Ｋ＿ＬＩＳＴの２つの状態を有し、一実施形態では、単
一ビット、例えば、ある単一ビットの０と１の値によっ
て実行される。例として、動的ロック構造要素Ｍ１は、
「ＬＯＣＫ＿ＬＩＳＴ」状態を現在記憶しており、対応
する動的リスト４１２へのアクセスが現在許可されてい
ないことを示すリストロック・フラグ４１４を有するも
のとして示されている。

【００３０】本発明の一態様によれば、各動的ロック構
造要素の動的リスト部分は、概念ロック識別表示の動的
に生成されたリストを含んでいる。動的リスト内に記憶
されている概念ロック識別表示は、その動的リストに対
応する動的ロック構造要素にマップし、それらに関連付
けをされた記憶データ・オブジェクトがアクセスされて
いるので現在「ロック」されている概念ロックの識別表
示を表す。本発明の一態様によれば、動的に生成された
リスト、例えば、リンクされたリスト・データ構造を使
用して概念ロック識別表示を記憶することにより、記憶
機能の使用がフレキシブルかつ有利に最小限に抑えられ
る。

【００３１】動的リストは、例えば、それぞれ動的ロッ
ク構造要素Ｍ２およびＭ３の動的リスト４２２および４
３２の場合に示されるように、空であり得る。動的ロッ
ク構造要素内の空の動的リストに関連付けられた物理ロ
ック部分は、（動的ロック構造要素に現在１つの概念ロ
ック識別表示しか記憶されていない場合）その関連付け
られた動的ロック構造要素にマップされて現在ロックさ
れている１つの概念ロックの識別表示を記憶するか、ま
たは、（動的リスト部分にも動的ロック構造要素の物理
ロック部分にも概念ロック識別表示が記憶されていない
場合）フラグＥＭＰＴＹを記憶する。概念ロック識別表
示を記憶している物理ロックおよびＥＭＰＴＹフラグを
記憶している物理ロックは、動的ロック構造要素Ｍ２の
物理ロック４２０および動的ロック構造要素Ｍ３の物理
ロック４３０に示されている。

【００３２】或いは、動的リストは、複数の概念ロック
識別表示を含んでいることもある。上述のように、動的
ロック構造要素が１つの概念ロック識別表示しか記憶し
ていない場合、その概念ロック識別表示は、アクセス速
度を高めるために、動的ロック構造要素の物理ロック部
分内に記憶されることが好ましい。一方、動的ロック構
造要素が複数の概念ロック識別表示、すなわちこの動的
ロック構造要素に何れもマップされてあるスレッドによ
ってアクセスされている複数の概念ロックの識別表示を
記憶している場合、これら複数の概念ロック識別表示は
すべて動的リスト部分内に記憶されることが好ましい。
したがって、動的リスト部分は、２つ以上の概念ロック
識別表示を含んでいるか、または概念ロックの識別表示
を１つも含んでいないかのどちらかである。動的ロック
構造要素の動的リスト部分が空でない場合、その動的ロ
ック構造要素に関連付けられた物理ロック部分は、ＮＯ
Ｔ＿ＥＭＰＴＹフラグを記憶していることが好ましい。
図７を参照すると、ＮＯＴ＿ＥＭＰＴＹフラグは、ある
スレッドによってアクセスされ、動的ロック構造要素Ｍ
１にマップしている２つの記憶データ・オブジェクトに
対応する２つの概念ロック識別表示を記憶するために動
的リスト４１２が使用される場合は、動的ロック構造要
素Ｍ１の物理ロック４１０部分内に記憶されるものとし
て示されている。

【００３３】動的ロック構造要素の物理部分内にフラグ
ＮＯＴ＿ＥＭＰＴＹが存在する場合は、スレッドには、
概念ロックを獲得したり解放をしようとする場合に、動
的リストを調べるべき指示が与えられると有利である。
一方、動的ロック構造要素の物理部分内にフラグＥＭＰ
ＴＹが存在する場合、スレッドには、この動的ロック構
造要素にマップする概念ロックのいずれも現在アクセス
されていないこと、すなわちそれらのいずれでも獲得で
きることが指示されると有利である。動的ロック構造要
素の物理部分内にある概念ロック識別表示が存在する場
合、この動的ロック構造要素にマップするすべての概念
ロックのうち、この概念ロック識別表示のみが現在保持
されていること、そして、もし概念ロック識別表示が重
要でなければ、動的リストが空となるだろう（したがっ
て、この動的ロック構造にマップする他のすべての概念
ロックが必要ならば獲得できる）から動的リストを調べ
る必要はないことを、スレッドに指示すると有利であ
る。したがって（同時に保持されている概念ロックが異
なる動的ロック構造要素にマップする限り、すなわち適
切に選択したハッシュ関数によってもたらされ得る状況
における限り）物理ロック部分のみを使用して、概念ロ
ックを容易に獲得したり、解放することができる。

【００３４】本発明の動的ロック構造の動作および本発
明のアクセス競合回避技法におけるその役割は、図８、
図９、図１０および図１１を参照すればよりよく理解で
きよう。図８および図１０は、本発明の一態様によれ
ば、スレッド、例えば図５のスレッド２０２が記憶デー
タ・オブジェクトにアクセスしたい場合にアクセス競合
が起こらないようにするためにとられるステップを示
す。図９および図１１は、それぞれ図８および図１０の
ステップの説明をさらに助ける例を示す。

【００３５】図８は、本発明の一態様によれば、所与の
スレッドが記憶データ・オブジェクトに関連付けられた
概念ロックを獲得したい場合に、その概念ロックが保持
されている間、他のスレッドがその記憶データ・オブジ
ェクトにアクセスするのを防ぐために行うステップを示
す。ステップ５１０において、概念ロックＸが保持され
ている間、他のスレッドが概念ロックＸに関連付けられ
た記憶データ・オブジェクトにアクセスするのを防ぐた
めに、所与のスレッド、例えばスレッドＡは、所与の概
念ロック、例えば概念ロックＸを獲得することを望む。

【００３６】概念ロックＸがマップされる動的ロック構
造要素の動的リストが空であり、かつ関連付けられた物
理ロックが他の概念ロック識別表示を記憶するのに使用
されていない場合、概念ロックＸの識別表示をこの動的
ロック構造要素の物理ロック部分内に記憶する（ステッ
プ５１２）。概念ロックＸの識別表示の物理ロック部分
内への記憶が成功した場合には、ステップ５１４に進
み、そこで概念ロックＸが獲得され、スレッドＡが概念
ロックＸを保持している間、他のスレッドが概念ロック
Ｘに関連付けられた記憶データ・オブジェクトにアクセ
スできないことを示すメッセージを、概念ロックＸを獲
得したいスレッド、例えばスレッドＡに戻す。

【００３７】一方、関連付けられた動的リストが空でな
い（したがって、関連付けられた物理ロックがＮＯＴ＿
ＥＭＰＴＹフラグを記憶している）場合、または関連付
けられた物理ロックが他の概念ロックの識別表示を記憶
するのに使用されている場合には、ステップ５１６に進
み、そこで関連付けられた動的リストをロック・アウト
し、スレッドＡが関連付けられた動的リストの操作を開
始できるようにする。概念ロックＸがマップされる動的
ロック構造要素が１つまたは複数の概念ロック識別表示
を現在保持している場合にのみ、ステップ５１６に進む
ことに留意されたい。他のスレッドが関連付けられた動
的リストを現在ロック・アウトしている場合は、ステッ
プ５１６において、関連付けられた動的リストを得ら
れ、それをロック・アウトするまで待ち、その後図８の
後続のステップに進むことが好ましい。

【００３８】ステップ５１７において、物理ロック内に
保持されている概念ロック識別表示があればそれを一次
記憶変数ＴＥＭＰ内に保存する。さらに、物理ロックの
内容を、この動的ロック構造に関連付けられた動的リス
トが図８のステップの終了時に空でないことを示すフラ
グＮＯＴ＿ＥＭＰＴＹにセットする。ステップ５１７で
は、スレッドＡが概念ロックＸを獲得できる場合、物理
ロック部分内に保持された概念ロック識別表示の動的リ
スト内への後続の記憶を容易にすると有利である。図５
において後で理解できるように、概念ロックＸがすでに
他のスレッドによって保持されており、スレッドＡがア
クセスすることができない場合は、後続のステップにお
いてステップ５１７を逆転させ、物理ロック内に記憶さ
れた値をも元に戻し、その後ロックＸを獲得する試みが
失敗したことをスレッドＡに知らせる。

【００３９】動的リストの検査に進む前に、ステップ５
４０において、フラグＥＭＰＴＹを含んでいるかどうか
を確認するために位置ＴＥＭＰを検査する。例えば、ス
レッドＡがステップ５１２を終了した後でスレッドＡが
ステップ５１６を実行する前に、他のスレッドが動的ロ
ック構造要素の物理ロック部分内に記憶されている最後
の概念ロックをロック解除している場合、プロセス中の
この点においては、ＴＥＭＰ位置には、フラグＥＭＰＴ
Ｙが含まれている。

【００４０】位置ＴＥＭＰがフラグＥＭＰＴＹを含んで
いる（とステップ５４０において確認された）場合は、
ステップ５４２に進み、概念ロックＸの識別表示を物理
ロック部分内に記憶する。その後で、ステップ５４４に
進み、そこでステップ５１６のアンドゥ（解除）を行
う、すなわち他のスレッドがこの動的リストにアクセス
できるように関連付けられた動的リストをロック解除す
る。ステップ５１４において、概念ロックＸを得ること
ができ、スレッドＡが概念ロックＸを保持している間、
他のスレッドが概念ロックＸに関連付けられた記憶デー
タ・オブジェクトにアクセスできないことを示すメッセ
ージを、概念ロックＸを獲得したいスレッド、例えばス
レッドＡに戻す。理解できるように、ステップ５４０、
５４２、５４４および５１４を通るパスは、スレッドＡ
が概念ロックＸを獲得できるようにするための関連付け
られた動的リストの操作や検査が不要なので最適化され
ている。

【００４１】位置ＴＥＭＰがフラグＥＭＰＴＹを含んで
いない（とステップ５４０において確認された）場合、
ステップ５１８に進み、概念ロックＸが使用できるかど
うかを確認するために、動的リストならびにこの動的ロ
ック構造要素に関連付けられた位置ＴＥＭＰを検査す
る。概念ロックＸは、他のスレッドによって現在アクセ
スされており、したがってその識別表示がすでに関連付
けられた動的リスト内または（スワップ・ステップ５１
７において物理ロックからその値を得る）ＴＥＭＰ位置
に記憶されている場合には、使用できない。使用できな
い場合、ステップ５１９に進み、そこで前に物理ロック
部分内に記憶された値をも物理ロック部分に戻すことに
よって前のステップ５１７をアンドゥ（解除）する。次
いで、ステップ５２０に進み、他のスレッドが関連付け
られた動的リストにアクセスできるよう、関連付けられ
た動的リストをロック解除する。その後、ステップ５２
２において、概念ロックＸを獲得する試みが失敗したこ
とを知らせるメッセージをスレッドＡに戻す。

【００４２】一方、ステップ５１８において、概念ロッ
クＸが使用できる（概念ロックＸの識別表示が関連付け
られた動的リスト内にもＴＥＭＰ位置にも記憶されてい
ない）ことが確認された場合、ステップ５２４に進み、
そこで概念ロックＸの識別表示を含めて、この動的ロッ
ク構造にマップし、スレッドによって現在保持されてい
るすべての概念ロックＩＤを、関連付けられた動的リス
ト内に記憶する。これで、ステップ５２４を実行した
後、概念ロックＸに関連付けられた動的ロック構造にマ
ップし、現在保持されている複数の概念ロック識別表示
が関連付けられた動的リスト内に記憶されていることに
なる。

【００４３】次いで、ステップ５２８において、他のス
レッドが関連付けられた動的リストにアクセスできるよ
う、この関連付けられた動的リストをロック解除する。
次いで、ステップ５３０において、概念ロックＸを獲得
する試みが成功したことを知らせるメッセージをスレッ
ドＡに戻し、これで概念ロックが保持され、したがって
他のスレッドはそれにアクセスすることができない。

【００４４】図９は、一例において、スレッド２０２が
図７の概念ロックＣＬ＿３２２を獲得したいときの図８
のステップを示す（ステップ５５０）。概念ロックＣＬ
＿３２２は動的ロック構造要素Ｍ２にマップするので、
ステップ５２２において、物理ロック４２０の値を（一
実施形態では値０によって表される）フラグＥＭＰＴＹ
と比較し、物理ロック４２０の内容がＥＭＰＴＹに等し
ければ、概念ロックＣＬ＿３２２の識別表示を物理ロッ
ク４２０の内容とスワップする。

【００４５】概念ロックＣＬ＿３２２がマップする動的
ロック構造要素、すなわち動的ロック構造要素Ｍ２が、
その関連付けられた概念ロック、例えば図５の概念ロッ
クＣＬ＿３２０、ＣＬ＿３２２およびＣＬ＿３２４の識
別表示を記憶していない場合は、物理ロック４２０の内
容は、ＥＭＰＴＹに等しくなる。物理ロック４２０がＥ
ＭＰＴＹフラグを記憶していることがステップ５２２に
おいて確認された場合は、比較およびスワップ操作は成
功であり、ステップ５５３に進み、そこで概念ロックＣ
Ｌ＿３２２の獲得の試みが成功したことをスレッド２０
２に知らせる。ステップ５３３の後、概念ロックＣＬ＿
３２２の識別表示を物理ロック４２０内に記憶する。

【００４６】一方、ステップ５２２において、物理ロッ
ク４２０の内容がフラグＥＭＰＴＹに等しくない（物理
ロック４２０が動的ロック構造要素Ｍ２に関連付けられ
た動的リスト、すなわち動的リスト４２２が空でないこ
とを示すフラグ状態ＮＯＴ＿ＥＭＰＴＹを記憶している
か、または物理ロック４２０が概念ロックの識別表示を
現在記憶している）ことが確認された場合、ステップ５
５４に進み、そこでリストロック・フラグ４２４を状態
ＬＯＣＫ＿ＬＩＳＴにセットする。ステップ５５４にお
いて、動的リスト４２２にアクセスしようと試みる他の
スレッドをロック・アウトすることによって、スレッド
２０２のために動的リスト４２２を獲得する。一実施形
態では、ＬＯＣＫ＿ＬＩＳＴは、単一ビットの値１だけ
で表される。

【００４７】リストロック・フラグ４２４をＬＯＣＫ＿
ＬＩＳＴにセットすることにより、他のスレッドからの
妨害なしにスレッド２０２のために動的ロック構造Ｍ２
に関連付けられた動的リストを操作することができる。
ステップ５５６において、一次記憶位置ＴＥＭＰをフラ
グＮＯＴ＿ＥＭＰＴＹにセットし、この一時記憶位置Ｔ
ＥＭＰを物理ロック４２０にスワップする。

【００４８】ステップ５５８において、概念ロックＣＬ
＿３２２の識別表示がすでに動的リスト４２２内かまた
は一次位置ＴＥＭＰ内に記憶されているかを確認する。
概念ロックＣＬ＿３２２の識別表示がすでに動的リスト
４２２内かまたは一次位置ＴＥＭＰ内に記憶されている
場合、他のスレッドがすでに概念ロックＣＬ＿３２２を
獲得している。この場、概念ロックＣＬ＿３２２を獲得
するスレッド２０２による試みは失敗であり、ステップ
５６０に進み、一次位置ＴＥＭＰの識別表示を物理ロッ
ク４２０内に戻す、即ち前のスワップ・ステップ５５６
を解除する。

【００４９】ステップ５６２において、リストロック・
フラグ４２４をＵＮＬＯＣＫ＿ＬＩＳＴにセットする、
すなわち他のスレッドが動的リスト４２２にアクセスす
ることができるよう、前のロッキング・ステップ５５４
を解除する。ステップ５６４において、概念ロックＣＬ
＿３２２を獲得する試みが失敗したことを知らせるメッ
セージをスレッド２０２に戻す。

【００５０】一方、ステップ５５８において、所望の概
念ロック、すなわち概念ロックＣＬ＿３２２の識別表示
が動的リスト４２２内かまたは一次記憶位置ＴＥＭＰ内
に記憶されていないことが確認された場合、概念ロック
ＣＬ＿３２２は、他のスレッドによって獲得されておら
ず、したがってスレッド２０２が獲得することができ
る。この場合は、ステップ５６６に進み、動的リスト４
２２に概念ロックＣＬ＿３２２の識別表示を追加する。

【００５１】ステップ５７０において、以前のロッキン
グ・ステップ５５４を解除するために、リストロック・
フラグ４２４を状態ＵＮＬＯＣＫ＿ＬＩＳＴにセット
し、それにより他のスレッドが動的リスト４２２にアク
セスすることができるようにする。ステップ５７２にお
いて、概念ロックＣＬ＿３２２を獲得するスレッド２０
２の試みが成功したことを知らせるメッセージをスレッ
ド２０２に戻す。

【００５２】ステップ５８０において、位置ＴＥＭＰが
ＥＭＰＴＹに等しいことかどうかを検査する。位置ＴＥ
ＭＰがＥＭＰＴＹに等しければ、ステップ５８２、５８
４および５５３を含む高速パスを介して概念ロックＣＬ
＿３２２の獲得を開始する。ステップ５８２〜５８４
は、前に図８に関して説明したステップ５４２〜５４４
に類似している。その後、ステップ５５３に進み、概念
ロックＣＬ＿３２２を獲得する試みが成功したことをス
レッド２０２に知らせる。

【００５３】図９において、スレッド２０２は、異なる
３つのパスを介して概念ロックＣＬ＿３２２を獲得でき
ることに留意されたい。動的ロック構造要素Ｍ２が前に
概念ロック識別表示を記憶しておらず、かつ概念ロック
ＣＬ＿３２２がこの動的ロック構造要素Ｍ２によって記
憶された第１の概念ロックを表す場合、ステップ５５
０、５５２および５５３に進み、スレッド２０２が概念
ロック３２２に迅速にアクセスすることができるように
する。これらのステップは、数が少ないだけでなく、ス
テップ５５２におけるスワップ操作が一般にプロセッサ
によって実行されうる高速操作の１つであるので比較的
迅速である。この場合、本発明のアクセス競合回避シス
テムの性能は、すべての単一記憶データ・オブジェクト
のロック・フラグを記憶するために相当量の記憶機能オ
ーバヘッドを必要とする従来技術の方法とほとんど同じ
くらい効率的である。

【００５４】一方、ステップ５５２とステップ５５４の
間で競合状態が起こっている場合、関連付けられた動的
リストの操作または検索を必要とせずに、比較的速いパ
ス（５５０／５５２／５５４／５５６／５８０／３８２
／５８４／４４３）を介して概念ロックの獲得を達成す
ることができる。

【００５５】一方、動的ロック構造要素Ｍ２が既に１つ
または複数の概念ロック識別表示、例えば概念ロックＣ
Ｌ＿３２０、ＣＬ＿３２２およびＣＬ＿３２４の１つを
保持している場合、ステップ５５０、５５２、５５４、
５５６、５５８、５６６、５６８、５７０および５７２
を含むパスに進み、スレッド２０２が概念ロックＸを獲
得することができるようにし、またこれら複数の概念ロ
ック識別表示を動的ロック構造要素Ｍ２の動的リスト内
に記憶することができるようにする。

【００５６】図１０に、本発明の一態様に従って、スレ
ッド、例えばスレッドＡが、前に獲得した概念ロック、
例えば概念ロックＸを解放したい場合に行うステップ
（ステップ６０２）を示す。ステップ６０４において、
関連付けられた物理ロックの内容が概念ロックＸの識別
表示を含んでいる場合、ＥＭＰＴＹフラグを関連付けら
れた物理ロックの内容内に記憶する。関連付けられた物
理ロックの内容が概念ロックＸの識別表示である場合、
他の概念ロックＩＤは、概念ロックＸがそれにマップす
る動的ロック構造要素によって記憶される。この場合
は、ステップ６０４において、解放を迅速に行い、ステ
ップ６０６において、概念ロックＸは解放され、他のス
レッドが獲得のために使用できると考えられる。

【００５７】一方、関連付けられた物理ロックの内容が
概念ロックＸの識別表示ではない場合、概念ロックＸが
マップする動的ロック構造要素は、複数の概念ロック識
別表示を現在記憶している。この場合、ステップ６０８
に進み、そこで、他のスレッドが現れて関連付けられた
動的リストの修正をするのを防ぐために、この関連付け
られた動的リストをロック・アウトすると同時に、スレ
ッドＡのために、概念ロックＸを、関連付けられた動的
リストからの除去によって解放する。

【００５８】ステップ６１０において再び、前のステッ
プ６０４の検査およびスワップ操作を実施する。ステッ
プ６１０の検査およびスワップ操作は、ステップ６０８
において動的リストをロック・アウトしようとしている
間、スレッドＡと現在同時に動作している他のスレッド
は、概念ロックＸの識別表示を関連する物理ロック内に
入れてしまっているので、（ステップ６０８において）
関連付けられた動的リストをロック・アウトした後で行
うことが望ましい。他のスレッドが概念ロックＸの識別
表示を関連付けられた物理ロック内に入れる理由は、最
適化と関係があり、図１０の残りの説明から明らかにな
ろう。

【００５９】ステップ６１０において、関連付けられた
物理ロックの内容が概念ロックＸの識別表示であり、検
査およびスワップ操作が成功したことが確認された場
合、ステップ６１２に進み、そこで他のスレッドが関連
付けられた動的リストにアクセスすることができるよう
に、関連付けられた動的リストをロック解除する、すな
わちロック・アウト・ステップ６０８の逆を行う。ステ
ップ６１２の実行をした後、概念ロックＸはスレッドＡ
によって解放されたと考えられ、他のスレッドが獲得す
ることができる。

【００６０】一方、ステップ６１０において、関連付け
られた物理ロックの内容がまだ概念ロックＸの識別表示
でないこと、すなわち検査およびスワップ操作が再び失
敗したことが確認された場合、ステップ６１４に進み、
そこで概念ロックＸの識別表示を関連付けられた動的リ
ストから除去する。概念ロックＸの識別表示は関連付け
られた動的リスト内にはなく、また関連付けられた物理
ロックの内容内になかった（とステップ６１０において
判定された）ので、概念ロックＸがマップする動的ロッ
ク構造要素は、ステップ６１４を実行した後、概念ロッ
クＸの識別表示を追跡しない。したがって、後続のスレ
ッドが現れ、図１０のステップが終了した後、概念ロッ
クＸを獲得することができる。

【００６１】ステップ６１６、６１８、６２０、６２２
および６２４において、可能なら、概念ロックＸがマッ
プする動的ロック構造要素がただ１つの概念ロック識別
表示を記憶している場合、その概念ロック識別表示が好
ましくは関連付けられた物理ロックの内容内に移動され
るよう動的ロック構造要素を最適化する。従って、残り
の１つの概念ロックＸを保持するスレッドは、それを解
放したい場合、ステップ６０２、６０４および６０６を
含むパスを介して迅速にその解放をすることができる。
この最適化を行わなければ、フラグＮＯＴ＿ＥＭＰＴＹ
にセットされた物理ロックは、フラグＮＯＴ＿ＥＭＰＴ
Ｙにセットされない。ＥＭＰＴＹ状態に戻れば、概念ロ
ックをパス６０２／６０４／６０６を介して迅速に解放
することができるので有利である。

【００６２】ステップ６１６において、概念ロックＸの
識別表示が（ステップ１６４において）関連付けられた
動的リストから削除された後に、関連付けられた動的リ
ストにただ１つの概念ロック識別表示が残されているか
どうかを確認する。関連付けられた動的ロック構造要素
が追跡すべき複数の概念ロックＩＤが残っている場合
は、ステップ６２４に進み、そこでスレッドＡが概念ロ
ックＸを解放するステップを終了する。

【００６３】一方、概念ロックＸがマップする動的ロッ
ク構造要素が、その関連付けられた動的リスト内にただ
１つの概念ロック識別表示を追跡する場合は、ステップ
６１６からステップ６１８へ進み、そこで関連付けられ
た物理ロックの内容を残りの１つの概念ロックの識別表
示にセットする。ステップ６２０において、関連付けら
れた動的ロック構造要素がその物理ロック内ならびにそ
の動的リスト内でこの残りの１つの概念ロックを追跡し
ないように、この残りの１つの概念ロックの識別表示を
関連付けられた動的リストから削除する。ステップ６２
２において、後続のスレッドが関連付けられた動的リス
トにアクセスすることができるように、関連付けられた
動的リストをロック解除する、すなわちロッキング・ス
テップ６０８を逆転させる。ステップ６２４において、
概念ロックＸを解放する場合に行うステップを終了す
る。

【００６４】図１０のステップは、（図７に鑑みて）図
１１によって示される例を参照すればより完全に理解す
ることができる。図１１において、スレッド２０２は、
前に獲得した概念ロックＣＬ＿３２２を解放することを
望む（ステップ６５２）。ステップ６５４において、物
理ロック４２０の内容が概念ロックＣＬ＿３２２の識別
表示を含んでいる場合、ＥＭＰＴＹフラグを（図７の）
関連付けられた物理ロック４２０の内容内に記憶する。
関連付けられた物理ロック４２０の内容が概念ロックＣ
Ｌ＿３２２の識別表示である場合、他の概念ロックＩＤ
は、概念ロックＣＬ＿３２２がマップする動的ロック構
造要素、すなわち動的ロック構造要素Ｍ２によっては記
憶されない。この場合、ステップ６５４において、解放
を迅速に実施し、概念ロックＣＬ＿３２２が解放され、
ステップ６５６において、他のスレッドが獲得のために
使用できると考えられる。

【００６５】一方、関連付けられた物理ロック４２０の
内容が概念ロックＣＬ＿３２２の識別表示を含んでいる
場合、動的ロック構造要素Ｍ２は現在、複数の概念ロッ
ク識別表示（現在保持されている概念ロックＣＬ＿３２
２の他に少なくとも２つ以上）を記憶していることが理
解される。この場合、ステップ６５８に進み、そこで他
のスレッドが現れて関連付けられた動的リスト４２２の
修正をするのを防ぐために、この関連付けられた動的リ
スト４２２をロック・アウトすると同時に、スレッド２
０２のために、概念ロックＣＬ＿３２２を、関連付けら
れた動的リスト４２２からの除去によって解放する。

【００６６】ステップ６６０において、は再び、前のス
テップ６５４の検査およびスワップ操作を実施する。ス
テップ６６０の検査およびスワップ操作は、ステップ６
５８において関連付けられた動的リスト４２２をロック
・アウトしようとしている間に、スレッド２０２と現在
同時に動作している他のスレッドは、概念ロックＣＬ＿
３２２の識別表示を関連付けられた物理ロック４２０内
に入れてしまっているので、（ステップ６５８におい
て）関連付けられた動的リスト４２２をロック・アウト
した後で行うことが望ましい。他のスレッドが概念ロッ
クＣＬ＿３２２の識別表示を関連付けられた物理ロック
４２０内に入れる理由は、図１０のステップ６１６、６
１８、６２０、６２２および６２４に関して前に論じ
た。

【００６７】図１１のステップ６６０において、関連付
けられた物理ロック４２０の内容が概念ロックＣＬ＿３
２２の識別表示であり、検査およびスワップ操作が成功
したことが確認された場合、ステップ６６２に進み、そ
こで他のスレッドが関連付けられた動的リスト４２２に
アクセスすることができるように、関連付けられた動的
リスト４２２をロック解除する、すなわちロック・アウ
ト・ステップ６５８を逆転させる。ステップ６６２を実
行した後、概念ロックＣＬ＿３２２はスレッド２０２に
よって解放されたと考えられ、他のスレッドが獲得する
ことができる。

【００６８】一方、図１１のステップ６６０において、
関連付けられた物理ロック４２０の内容がまだ概念ロッ
クＣＬ＿３２２の識別表示でないこと、すなわち検査お
よびスワップ操作が再び失敗したことが確認された場
合、ステップ６６４に進み、そこで概念ロックＣＬ＿３
２２の識別表示を関連付けられた動的リスト４２２から
除去する。概念ロックＣＬ＿３２２の識別表示は関連付
けられた動的リスト４２２内になく、また関連付けられ
た物理ロック４２０の内容内になかった（とステップ６
６０において判定された）ので、動的ロック構造要素Ｍ
２は、ステップ６６４を実施した後、概念ロックＣＬ＿
３２２の識別表示を追跡しない。したがって、後続のス
レッドが現れ、図１１のステップが終了した後、概念ロ
ックＣＬ＿３２２を獲得することができる。

【００６９】ステップ６６６、６６８、６７０、６７２
および６７４において、可能なら、動的ロック構造要素
Ｍ２がただ１つの概念ロック識別表示を記憶している場
合、概念ロック識別表示が好ましくは関連付けられた物
理ロック４２０の内容内に移動されるよう、動的ロック
構造要素Ｍ２を最適化する。したがって、残りの１つの
概念ロックを保持するスレッドは、その概念ロックを解
放したい場合、ステップ６５２、６５４および６５６を
含むパスを介して迅速にそれを解放することができる。

【００７０】ステップ６６６において、関連付けられた
動的リスト４２２が、概念ロックＣＬ＿３２２の識別表
示が（ステップ６６４において）関連付けられた動的リ
スト４２２から削除された後に残っているただ１つの概
念ロック識別表示を有しているかどうかを確認する。関
連付けられた動的ロック構造要素Ｍ２により追跡される
べき複数の概念ロックＩＤが残っている場合、ステップ
６７４に進み、そこでスレッド２０２が概念ロックＣＬ
＿３２２を解放するステップを終了する。

【００７１】一方、動的ロック構造要素Ｍ２がその関連
付けられた動的リスト４２２内にただ１つの概念ロック
識別表示を追跡する場合、ステップ６６６からステップ
６６８へ進み、そこで関連付けられた物理ロック４２０
の内容を残りの１つの概念ロックの識別表示にセットす
る。ステップ６７０において、関連付けられた動的ロッ
ク構造要素Ｍ２がその物理ロック４２０内ならびにその
動的リスト４２２内でこの残りの１つの概念ロックを追
跡しないように、この残りの１つの概念ロックの識別表
示を関連付けられた動的リストから削除する。

【００７２】ステップ６７２において、後続のスレッド
が関連付けられた動的リスト４２２にアクセスすること
ができるように、関連付けられた動的リスト４２２をロ
ック解除する、すなわちロックリスト・フラグ４２４を
フラグ状態ＵＮＬＯＣＫ＿ＬＩＳＴにセットすることに
よってロッキング・ステップ６６８を逆転させる。

【００７３】本発明では、複数の動的リストを使用し
て、概念ロック識別表示を追跡することに留意された
い。さらに、その動的リストに関連付けられた動的ロッ
ク構造要素によって保持されている概念ロックが複数存
在する場合、動的リストを使用する。代わりに単一の動
的リストを使用して、保持されているすべての概念ロッ
クを追跡した場合、スレッドは、所与のロックが現在保
持されているかどうかを判定するために、またはそのリ
ストから現在保持されているロックを削除するために、
リスト全体を探査しなければならない。多数の概念ロッ
クが保持されている場合、この探査には不当に時間がか
かり、またその実施が実行不可能になる。

【００７４】本発明では、比較的少数の概念ロック（例
えば、一実施形態では３つまたは４つ）を所与の動的ロ
ック構造要素にマップする。したがって、動的リストに
よって保持される概念ロックの最大数は比較的小さくな
り、したがって概念ロックの獲得または解放の速度が高
くなる。さらに動的リストは、その動的リストに関連す
る動的ロック構造要素によって保持されている概念ロッ
クが複数存在する場合にのみ使用される。動的ロック構
造要素がただ１つの概念ロック識別表示を追跡する場
合、物理ロック部分を使用して追跡を行うことが好まし
く、それにより、本発明は、すべての記憶データ・オブ
ジェクトについてロックを物理的に必要とする従来技術
とほとんと同じ速さで概念ロックの獲得または解放を行
うことができるようになる。

【００７５】さらに、各動的ロック構造要素が平均して
わずか数個または１つの概念ロックを保持するように動
的ロック構造要素の最適数を選択することによって、コ
ンピュータ・システムの性能を調整することができる。
各動的ロック構造要素が平均してわずか１つの概念ロッ
ク識別表示を保持できるようにする（したがって物理ロ
ッを最大限に使用する）ことによって性能を最適化する
実施形態では、コンピュータ設計者は、所与の時点にお
いてアクセスすべき記憶データ・オブジェクトの平均数
にほぼ比例するように、動的ロック構造要素の数を選択
することができる。この所与の時点においてアクセスす
べき記憶データ・オブジェクトの平均数は、例えば、統
計的方法または他の従来の方法によって試行錯誤して決
定することができる。例えば、ある所与の時点において
使用できる概念ロックの１０分の１しか保持されていな
いことが確認された場合、動的構造は、（Ｎ／１０）個
の動的ロック構造要素またはその整数倍を有しており
（ただしＮは、概念ロックの総数を表す）、したがって
動的ロック構造要素内、すなわちその物理ロック部分内
に平均してただ１つの概念ロック識別表示が記憶される
ことになる。したがって、アクセス速度が有利に最大に
なる。一実施形態では、設計者は、動的ロック構造要素
の数を減らすことによって、速度とメモリ・オーバヘッ
ドとの兼ね合いをはかることができる。動的ロック構造
要素が平均して複数の概念ロック識別表示を保持してい
る場合でもなお、従来技術のメモリ・オーバヘッドを減
らす目的は有利に達成される。

【００７６】さらに、本発明は、本願に記載のロック以
外のタイプのロックを使用するシステムにも十分同様に
適用できる。あるシステムでは、例えば、スレッドが読
取りまたは書込みのために記憶データ・オブジェクトに
アクセスする場合、その記憶データ・オブジェクト上の
ロックが獲得される。他のシステムでは、複数のスレッ
ドが記憶データ・オブジェクトを同時に読み取ることは
できるが、その記憶データ・オブジェクトに書込みを行
いたいスレッドがロックを獲得することはできないロッ
クが存在する。本願に記載の発明を異なるタイプのロッ
クに適合させることは、この開示を得た当業者の力量で
できることである。

【００７７】以上、本発明についていくつかの好ましい
実施形態に関して説明したが、本発明の範囲内に入る改
変例、置換例および同等物もある。また、本発明の方法
および装置を実施する他の方法も多数ある。したがっ
て、首記の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲
内に入るすべての改変例、置換例および同等物を含むも
のと解釈すべきものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数のスレッドがプロセッサを介して多重方式
で実行される多重プログラミング状況を示す図である。

【図２】複数のスレッドが複数のプロセッサ上で実行さ
れる２つの異なる多重処理状況を示す図である。

【図３】複数のスレッドが複数のコンピュータ上で実行
される２つの異なる多重処理状況を示す図である。

【図４】複数のスレッドが単一の記憶データ・オブジェ
クトへのアクセスを許される場合に生じることあるアク
セス競合を回避する従来の技術を示す図である。

【図５】本発明の一態様に従ってアクセス競合を回避す
るために使用される構造を示す図である。

【図６】本発明の一態様に従って図５の動的ロック構造
を詳細に示す図である。

【図７】一例において図５の動的ロック構造の各要素中
に存在する各種パラメータを示す図である。

【図８】一実施形態において記憶データ・オブジェクト
にアクセスするために概念ロックを獲得したい場合に行
うステップを示す流れ図である。

【図９】一実施形態において記憶データ・オブジェクト
にアクセスするために概念ロックを獲得したい場合に行
うステップを示す流れ図である。

【図１０】一実施形態において概念ロックを解放したい
場合に行うステップを示す流れ図である。

【図１１】一実施形態において概念ロックを解放したい
場合に行うステップを示す流れ図である。

【符号の説明】

２０２、２０４、２０６スレッド３１０、３１２、３１４、３２０、３２２、３２４記
憶データ・オブジェクト３５０動的ロック構造

フロントページの続き (71)出願人 591064003 901 ＳＡＮＡＮＴＯＮＩＯＲＯＡＤＰＡＬＯＡＬＴＯ，ＣＡ 94303，Ｕ. Ｓ．Ａ. (72)発明者マーク・ドナルド・ヒルアメリカ合衆国・53705・ウィスコンシン州・マディソン・チャンバーレインアヴェニュ・2124

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の複数の記憶データ・オブジェクト
を有し、複数のスレッドを同時に動作させることができ
るコンピュータ・システム内で、前記複数のスレッドの
うちの２つ以上のスレッドが前記第１の複数の記憶デー
タ・オブジェクトの１つに同時にアクセスすることを許
可された場合に起こるアクセス競合を防ぐ装置におい
て、前記第１の複数の記憶データ・オブジェクトの数よりも
数が少ない複数の動的ロック構造要素であって、前記第
１の複数の記憶データ・オブジェクトのうちの第２の複
数の記憶データ・オブジェクトが、マッピング関数に従
って前記複数の動的ロック構造要素のうちの第１の動的
ロック構造要素にマップし、前記マッピング関数が、前
記第１の動的ロック構造要素にマップする前記第２の複
数の記憶データ・オブジェクトのうちのただ１つの記憶
データ・オブジェクトが前記複数のスレッドのうちの１
つのスレッドによって所与の時点においてアクセスされ
るようにする、複数の動的ロック構造と、現在アクセスされている前記第２の複数の記憶データ・
オブジェクトのサブセットを表す第３の複数の記憶デー
タ・オブジェクトの識別表示を記憶し、それにより現在
前記記憶データ・オブジェクトにアクセスしているスレ
ッド以外のスレッドが、前記動的ロック構造内に記憶さ
れているその識別表示を有する記憶データ・オブジェク
トにアクセスすることができない、前記第１の動的ロッ
ク構造要素に関連する記憶機能とを含んでいるアクセス
競合を防ぐ装置。
【請求項２】第１の複数の記憶データ・オブジェクト
を有し、複数のスレッドを同時に動作させることができ
るコンピュータ・システム内で、前記複数のスレッドの
うちの２つ以上のスレッドが前記第１の複数の記憶デー
タ・オブジェクトの１つに同時にアクセスすることを許
可された場合に起こるアクセス競合を防ぐ方法におい
て、複数の動的ロック構造要素を有する動的ロック構造を与
えるステップと、前記第１の複数の記憶データ・オブジェクトのうちの第
２の複数の記憶データ・オブジェクトをマッピング関数
に従って前記複数の動的ロック構造要素の第１の動的ロ
ック構造要素にマップし、それにより前記複数の動的ロ
ック構造要素が前記第１の複数の記憶データ・オブジェ
クトの数よりも数が少なくなる、マッピングするステッ
プとを含み、前記第１の動的ロック構造要素が、アクセ
スされている前記第２の複数の記憶データ・オブジェク
トのサブセットを表す第３の複数の記憶データ・オブジ
ェクトの識別表示を記憶するように構成され、それによ
り現在前記記憶データ・オブジェクトにアクセスしてい
るスレッド以外のスレッドが、前記動的ロック構造内に
記憶されているその識別表示を有する記憶データ・オブ
ジェクトにアクセスできないようにすることを特徴とす
る、アクセス競合を防ぐ方法。
【請求項３】第１の複数の記憶データ・オブジェクト
を有し、第１のスレッドと第２のスレッドを同時に動作
させることができるコンピュータ・システム内で、前記
第１のスレッドおよび第２のスレッドが前記第１の複数
の記憶データ・オブジェクトのうちの第１の記憶データ
・オブジェクトに同時にアクセスすることを許可された
場合に起こるアクセス競合を防ぐ方法において、前記第１のスレッドによって試みられた前記第１の記憶
データ・オブジェクトへのアクセスを容易にするステッ
プを含み、このアクセスを容易にするステップには、前記動的ロック構造要素が記憶データ・オブジェクトの
識別表示を記憶していない場合に、前記第１の記憶デー
タ・オブジェクトの識別表示を前記動的ロック構造の物
理ロック部分内に記憶するステップと、前記動的ロック構造要素が前記第１の記憶データ・オブ
ジェクトと異なる第２の記憶データ・オブジェクトのた
だ１つの識別表示を前記物理ロック部分内に記憶してい
る場合に、前記第１の記憶データ・オブジェクトの前記
識別表示ならびに前記第２の記憶データ・オブジェクト
の前記識別表示を前記動的ロック構造の動的リスト部分
内に記憶するステップ、および前記動的リストが現在空
でないことを示す第１のフラグを前記動的ロック構造の
前記物理ロック部分内に記憶するステップと、前記動的ロック構造要素が前記第１の記憶データ・オブ
ジェクトと同じ第２の記憶データ・オブジェクトのただ
１つの識別表示を記憶している場合に、前記第１のスレ
ッドによって試みられた前記第１の記憶データ・オブジ
ェクトへの前記アクセスを失敗したものとして拒否する
ステップと、前記物理ロックが、前記動的リストが現在空でないこと
を示す前記第１のフラグを記憶している場合に、前記第
１の記憶データ・オブジェクトの前記識別表示がすでに
前記動的リスト内に記憶されているかどうかを確認する
ために前記動的リストを調べるステップとを含んでお
り、この動的リストを調べる前記ステップが、前記動的リストが既に前記第１の記憶データ・オブジェ
クトの前記識別表示記憶している場合に、前記第１のス
レッドによって試みられた前記第１の記憶データ・オブ
ジェクトへの前記アクセスを失敗したものとして拒否す
るステップと、前記動的リストがまだ前記第１の記憶データ・オブジェ
クトの前記識別表示記憶していない場合に、前記第１の
スレッドによって試みられた前記第１の記憶データ・オ
ブジェクトへの前記アクセスを許可し、前記第１の記憶
データ・オブジェクトの前記識別表示を前記動的リスト
内に記憶するステップとを含んでいることを特徴とする
方法。