JPH1049386A

JPH1049386A - 資源排他方式

Info

Publication number: JPH1049386A
Application number: JP8204596A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Ono; 一樹小野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】排他制御に必要な一連の処理を各プロセスに
分散させ、排他制御処理プロセスでのボトルネックをな
くして、プロセスの多重度が増加しても、スループット
の低下を招くことがない資源排他方式を提供する。【解決手段】資源名と排他待ち行列とを有する排他制
御管理テーブル１２に対して、資源１１を確保しようと
するプロセス１３ａ，１３ｂが、それぞれ、参照・更新
を行うようにする。各プロセスは、資源確保を要求する
場合、排他待ち行列にプロセス識別子が登録されていれ
ば、その最後尾に自プロセスの識別子を登録する。排他
待ち行列にプロセス識別子が登録されていなければ、そ
の先頭に自プロセスの識別子を登録し、資源を確保す
る。資源を解放する場合、各プロセスは、排他待ち行列
に登録された自プロセスの識別子を削除する。この際、
排他待ち行列に他のプロセスの識別子が登録されている
場合は、資源排他完了を通知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、資源排他方式に関
し、特にコンピュータシステムにおいて複数のプロセス
間での資源排他管理を行う資源排他方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数のプロセス間における資源の
排他処理を行う資源排他方式では、排他制御処理を行う
プロセスが、資源を要求したプロセスからの「排他要求
受付」、「排他管理テーブルへの排他情報の登録」、
「資源を要求したプロセスから資源が解放されるまでの
資源のロック」、「資源解放要求受付」、「資源解放時
の排他管理テーブルからの排他情報の削除」、「資源解
放時のロック解除通知」の全ての処理を行っている。こ
の種の資源排他方式としては、例えば、特開平５−１１
３８９１号公報や、特開平５−２０２６９号公報等に、
様々な方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、資源
の排他処理を行う排他制御処理プロセスが、システム全
体のボトルネックとなっていることである。

【０００４】その理由は、排他制御処理を行うプロセス
が、資源を要求する他のプロセス全てに対して排他制御
を行う必要があるからである。つまり、排他制御処理を
行うプロセスは、「排他要求受付」、「排他管理テーブ
ルへの排他情報の登録」、「資源を要求したプロセスか
ら資源が解放されるまでの資源のロック」、「資源解放
要求受付」、「資源解放時の排他管理テーブルからの排
他情報の削除」、「資源解放時のロック解除通知」等の
一連の排他制御処理を、資源を要求する他のプロセスの
それぞれについて行わなければならず、排他制御を必要
とするプロセスの数が増加するにしたがって、排他制御
処理プロセスのオーバヘッドが増大し、その結果、シス
テム処理のボトルネックとなって、全プロセス（システ
ム全体）のスループット低下を招くからである。

【０００５】本発明は、排他制御に必要な一連の処理を
各プロセスに分散させ、排他制御処理プロセスでのボト
ルネックをなくして、プロセスの多重度が増加しても、
スループットの低下を招くことがない資源排他方式を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
プロセスが確保を要求し得る資源を、前記複数のプロセ
スの１つに占有させる資源排他方式において、前記資源
の名称と、該資源の名称に対応する排他待ち行列とを有
する排他制御管理テーブルに対し、前記複数のプロセス
がそれぞれ参照・更新を行うようにしたことを特徴とす
る資源排他方式がえられる。

【０００７】ここで、前記複数のプロセスは、それぞ
れ、前記資源を確保しようとするタイミングで、前記排
他制御管理テーブルを参照し、前記排他待ち行列に前記
複数のプロセスに付与された識別子のいずれかが登録さ
れている場合は、自プロセスの識別子を前記資源待ち行
列の最後尾に登録して資源待ちを行い、前記排他待ち行
列に前記識別子が登録されていない場合は、当該資源待
ち行列の先頭に自プロセスの識別子を登録して前記資源
を確保する。

【０００８】また、前記複数のプロセスは、それぞれ、
確保した資源を解放しようとするタイミングで、前記資
源待ち行列に登録した自プロセスの識別子を削除して当
該資源を解放し、解放した資源に対応する前記資源待ち
行列項目に識別子が登録されている場合に、該識別子に
対応するプロセスに対して資源の解放を通知する。

【０００９】

【作用】排他制御管理テーブルは、排他対象とする資源
の資源名とそれに対応する排他待ち行列を有する。プロ
セスは、資源を確保するために、排他制御管理テーブル
を参照し、自プロセスが確保しようとしている資源に対
して他のプロセスの識別子が登録されていないことを判
別して、自プロセスの識別子を排他制御管理テーブルの
待ち行列へ登録して資源の確保を行う。

【００１０】確保の対象である資源の排他待ち行列に、
自プロセス以外の識別子が登録されている場合には、待
ち行列の最後尾に自プロセスの識別子を登録して排他待
ちとする。

【００１１】資源解放処理を行う場合は、排他制御管理
テーブル上の対象資源の排他待ち行列から自プロセスの
識別子を削除する。このとき、排他待ち行列に他のプロ
セスの識別子が登録されている場合には、そのプロセス
に対して排他完了の通知を行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１３】図１に本発明の資源排他方式の第１の実施
の形態を示す。この資源排他方式は、資源１１を特定す
るための資源名と、各資源１１に対応する待ち行列と、
を有する排他制御管理テーブル１２と、排他制御管理テ
ーブル１２に対してそれぞれ参照・更新を行うことがで
きるプロセス１３ａ，１３ｂとを含む。なお、排他制御
管理テーブル１２は、高速アクセス可能な装置上に作成
されることが望ましい。

【００１４】以下、図２及び図３をも参照して図１の資
源排他方式の動作を説明する。

【００１５】まず、図２を参照して、資源確保時の処理
について説明する。ここでは、排他制御管理テーブル１
２に、資源１１の資源名として「資源Ａ」が登録されて
おり、資源Ａに対応する待ち行列には、識別子が全く登
録されていないとする。このような状況において、プロ
セス１３ａが、資源１１を確保しようとする場合、プロ
セス１３ａは、まず、ステップＳ２１において、排他制
御管理テーブル１２を参照する。そして、ステップＳ２
２において、対象資源（この場合資源Ａ）の排他待ち行
列上に識別子が登録されていないと判定する。そして、
プロセス１３ａは、ステップＳ２３Ｂにおいて、自プロ
セスのプロセス識別子「プロセスＡ」を対象資源の排他
待ち行列の先頭（プロセス識別子１）に登録して、対象
資源１１を確保する。

【００１６】この後、プロセス１３ｂが、資源１１を確
保しようとする場合は、ステップＳ２２において、対象
資源１１の排他待ち行列上にプロセス識別子が登録され
ていると判定されるので、ステップＳ２３Ａにおいて、
対象資源１１の排他待ち行列の最後尾（この場合、プロ
セス識別子２）に自プロセスのプロセス識別子「プロセ
スＢ」を登録する。そして、プロセス１３ｂは、ステッ
プＳ２４で、排他待ち状態に遷移して、対象資源１１を
確保しているプロセス１３ａからの資源排他完了通知を
待つ。

【００１７】次に、図３を参照して、資源解放時の処理
について説明する。ここで、排他制御管理テーブル１２
は、図１の状態、即ち、プロセス１３ａが資源１１を確
保しており、プロセス１３ｂが排他待ちの状態にあると
する。

【００１８】まず、プロセス１３ａは、ステップＳ３１
の排他制御管理テーブル１２の、確保していた資源１１
の排他待ち行列を参照する。そして、ステップＳ３２に
おいて、対象資源の排他待ち行列上に待ちのプロセス識
別子が登録されているか判断する。図１の場合、プロセ
ス１３ｂのプロセス識別子が登録されているので、ステ
ップＳ３３Ａで、自プロセスのプロセス識別子を削除し
て、待ち状態にあるプロセス識別子を先頭の方へ１段ス
ライドさせる。この結果、プロセス識別子「プロセス
Ｂ」は、プロセス識別子１の欄に登録させる。そして、
プロセス１３ａは、排他待ち行列の先頭に登録されてい
るプロセス識別子に対応するプロセス１３ｂに対して、
資源排他完了通知を発行する。そして、資源排他完了通
知を受け取ったプロセス１３ｂは、資源１１を確保す
る。

【００１９】このあと、プロセス１３ｂが、資源１１を
解放する場合には、ステップＳ３２において、対象資源
の排他待ち行列上に待ちのプロセス識別子が登録されて
いないと判断されるので、ステップＳ３３Ｂにおいて、
自プロセスのプロセス識別子を削除して、資源解放処理
を終える。

【００２０】次に、図４及び図５を参照して本発明の第
２の実施の形態について説明する。本実施の形態におい
ては、排他制御管理テーブルには待ち行列が形成されて
おらず、各プロセスが、必要に応じて、排他制御管理テ
ーブルに待ち行列を作成する。

【００２１】資源確保時の処理は、図４に示すように、
資源を確保しようとするプロセスが、まず、ステップＳ
４１において、排他制御管理テーブルを参照する。そし
てそのプロセスは、ステップＳ４２において、排他制御
管理テーブルに、対象資源の排他待ち行列が作成されて
いるか判定する。排他制御管理テーブルに、対象資源の
排他待ち行列が作成されている場合は、対象資源が他の
プロセスに確保されているので（排他中なので）、ステ
ップＳ４３Ａにおいて、対象資源の排他待ち行列の最後
尾に自プロセスのプロセス識別子を登録する。それか
ら、そのプロセスは、ステップＳ４４で、排他待ち状態
に遷移して、対象資源を確保している先行プロセスから
の資源排他完了通知を待つ。

【００２２】ステップＳ４２において、排他制御管理テ
ーブルに、対象資源の排他待ち行列が作成されていない
場合は、そのプロセスは、対象資源の排他が可能（確保
が可能）なので、ステップＳ４３Ｂで、対象資源の排他
待ち行列を作成し、その先頭に自プロセスのプロセス識
別子を登録する。これにより、そのプロセスは、対象資
源を確保する。

【００２３】次に、図５を参照して、資源解放時の処理
について説明する。まず、資源解放を行うプロセスは、
ステップＳ５１で、自プロセスが確保していた資源の排
他待ち行列を参照する。そして、ステップＳ５２で、対
象資源の排他待ち行列上に他のプロセス識別子が、登録
されているか判断する。対象資源の排他待ち行列上に他
のプロセス識別子が登録されている場合、対象資源の排
他待ちプロセスが存在するので、ステップＳ５３Ａで、
対象資源の排他待ち行列から自プロセスのプロセス識別
子を削除して、ステップＳ５４で、対象資源の排他待ち
行列上の他のプロセス識別子を１段先頭側へスライドさ
せる。そして、その対象資源の排他待ち行列の先頭に位
置する他のプロセス識別子に対応するプロセスに対して
資源排他完了通知を発行する。これにより、排他待ちを
行っていたプロセスは、資源の使用が可能となる。

【００２４】ステップＳ５２で、対象資源の排他待ち行
列上に他のプロセス識別子が登録されていない場合は、
対象資源の排他待ちを行っているプロセスが存在しない
ので、自プロセスのプロセス識別子を削除するととも
に、排他制御管理テーブル上の、解放使用とする資源の
排他待ち行列を削除する。

【００２５】

【発明の効果】第１の効果は、プロセス多重度が増加し
た場合であっても、排他制御処理プロセスのボトルネッ
クによるスループットの低下を回避することができる。

【００２６】その理由は、「排他要求受付」、「排他管
理テーブルへの排他情報の登録」、「資源を要求したプ
ロセスから資源が解放されるまでの資源のロック」、
「資源解放要求受付」、「資源解放時の排他管理テーブ
ルからの排他情報の削除」、「資源解放時のロック解除
通知」等の一連の排他制御処理を、資源を使用する各プ
ロセスに分散実行させるようにしたからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】図１の資源排他方式の資源確保処理を説明する
ためのフローチャートである。

【図３】図１の資源排他方式の資源解放処理を説明する
ためのフローチャートである。

【図４】本発明の第２の実施の形態の資源確保処理を説
明するためのフローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施の形態の資源解放処理を説
明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１１資源１２排他制御管理テーブル１３ａ，１３ｂプロセス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のプロセスが確保を要求し得る資源
を、前記複数のプロセスの１つに占有させる資源排他方
式において、前記資源の名称と、該資源の名称に対応す
る排他待ち行列とを有する排他制御管理テーブルに対
し、前記複数のプロセスがそれぞれ参照・更新を行うよ
うにしたことを特徴とする資源排他方式。
【請求項２】前記複数のプロセスは、それぞれ、前記
資源を確保しようとするタイミングで、前記排他制御管
理テーブルを参照し、前記排他待ち行列に前記複数のプ
ロセスに付与された識別子のいずれかが登録されている
場合は、自プロセスの識別子を前記資源待ち行列の最後
尾に登録して資源待ちを行い、前記排他待ち行列に前記
識別子が登録されていない場合は、当該資源待ち行列の
先頭に自プロセスの識別子を登録して前記資源を確保す
ることを特徴とする請求項１の資源排他方式。
【請求項３】前記複数のプロセスは、それぞれ、確保
した資源を解放しようとするタイミングで、前記資源待
ち行列に登録した自プロセスの識別子を削除して当該資
源を解放し、解放した資源に対応する前記資源待ち行列
項目に識別子が登録されている場合に、該識別子に対応
するプロセスに対して資源の解放を通知することを特徴
とする請求項２の資源排他方式。
【請求項４】前記排他制御管理テーブルの前記排他待
ち行列が、前記複数のプロセスによって、作成され削除
されることを特徴とする請求項１、２、または３の資源
排他方式。