JPH09223032A - 資源ロック制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、実行体による資源の排他獲得を制御
する資源ロック制御機構に関し、長期間型ロックと短期
間型ロックの双方に適する資源ロック制御機構の提供を
目的とする。 【解決手段】実行体からのトークン獲得要求に応答して
１つの実行体のみにトークンを与える手段１０と、実行
体の発行するトークン獲得要求が指定の回数を超えると
きに、その実行体の走行権を一時的に放棄させる手段１
１と、トークンの与えられた実行体の要求する資源が使
用されているのか否かを判断する手段１２と、資源の使
用状態が判断されるときに、実行体の持つトークンを返
却するとともに、その実行体の資源獲得要求をスタック
型事象待ち手段に登録する手段１４と、資源の非使用状
態が判断されるときに、実行体の持つトークンを返却し
てから、実行体に資源アクセス権を与える手段１５とを
備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実行体による資源
の排他獲得を制御する資源ロック制御機構に関し、特
に、長期間型ロックと短期間型ロックの双方に適すると
ともに、スピンロック方式の持つプロセスディスパッチ
フォルトやＭＰフォルトの問題点を解消できるようにす
る資源ロック制御機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】並列計算機では、並列動作を行うプロセ
ス（実行体）が資源を逐次的にアクセスするために、資
源を排他的に使用可能にする資源ロック制御機構を備え
ている。

【０００３】この資源ロック制御機構には、スタックロ
ック方式とスピンロック方式という２つの方式がある。
スタックロック方式では、資源ロック制御機構は、図１
０に示すように、プロセスから資源アクセス権の獲得要
求が発行されると、その要求を資源毎に用意されるスタ
ックにキューイングしていくとともに、先頭にキューイ
ングされる要求の発行元プロセスに対して資源へのアク
セス権を与え、そして、資源へのアクセス処理を終了し
たプロセスから資源開放要求が発行されると、キューイ
ングされているそのプロセスの要求をスタックから取り
外していくことで、資源への逐次アクセスを実現してい
る。ここで、図中の「○」は、資源へのアクセスの待ち
状態にあるプロセスの要求を示しており、「●」は、資
源にアクセスしているプロセスの要求を示している。

【０００４】一方、スピンロック方式では、図１１に示
すように、資源へアクセスする必要のあるプロセスは、
資源ロック制御機構に対して、資源アクセス権を獲得で
きるまで獲得要求を繰り返し発行する構成を採って、資
源ロック制御機構は、その要求を受け取るときに、その
要求の指す資源にアクセスしているプロセスが存在しな
い場合には、その要求元のプロセスにアクセス権を与え
ていくことで、資源への逐次的アクセスを実現してい
る。

【０００５】従来技術では、資源に合わせて、このスタ
ックロック方式かスピンロック方式のいずれかの方式を
採用して、資源ロック制御を実行するという構成を採っ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】スタックロック方式
は、スタックに要求をキューイングしたり、スタックか
ら要求を取り外す処理を実行することから、排他時間の
短い資源排他制御に使用する場合には、処理負荷が重い
という欠点がある。これから、例えば、ファイルアクセ
スのような資源へのアクセスが比較的長い時間となる処
理に適用されている。

【０００７】一方、スピンロック方式は、資源アクセス
権を獲得したプロセスが長い時間それを保持したまま処
理を続行すると、別のプロセスが資源アクセス権の獲得
要求を長い時間繰り返し発行していくループ（スピン）
に陥るという欠点がある。これから、例えば、メモリア
クセスのような排他時間が極端に短い処理に適用されて
いる。

【０００８】更に、このスピンロック方式には、プロセ
スディスパッチフォルトとＭＰフォルトという２つのフ
ォルト現象がある。次に、この２つのフォルト現象につ
いて説明する。

【０００９】同時に複数のプロセスが動作することを基
本とする現在の計算機アーキテクチャでは、プロセスへ
のＣＰＵ資源の割り当てを時分割に行うというタイムシ
ェアリングアーキテクチャを採用している。

【００１０】すなわち、各プロセスへのＣＰＵ走行権の
割り当ては時分割的であり、オペレーティングシステム
により、例えば、数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃを単位（タ
イムスライス時間）として、複数のプロセスに対して逐
次的／時分割的にＣＰＵ走行権が割り当てられていく。
そして、ＣＰＵ走行権の付与されたプロセスは、所定の
走行時間を消費すると、ＣＰＵ走行権を奪い取られて休
眠状態に入り、別の休眠状態にあるプロセスにＣＰＵ走
行権が付与されていく。このようにして、オペレーティ
ングシステムは、タイムスライス時間を単位として、複
数のプロセスが均等にＣＰＵ資源を使えるように制御す
る構成を採っているのである。

【００１１】このタイムシェアリングシステム下では、
スピンロック方式は、プロセスディスパッチによるロッ
クフォルト（プロセスディスパッチフォルト）を発生し
てしまう。

【００１２】すなわち、資源アクセス権を保持するプロ
セスが、資源アクセス権を保持した状態でタイムシェア
リングルールに従ってＣＰＵ走行権を奪われると、図１
２に示すように、その資源に対して資源のアクセス権の
獲得を要求する他のプロセスは、最低でも１タイムスラ
イス時間はスピンを繰り返し（プロセス数が多くなると
長くなる）、無駄な時間を費やしてしまうというプロセ
スディスパッチフォルトが発生するのである。

【００１３】このプロセスディスパッチフォルトは、資
源へのアクセス処理の時間が長くなる程高い確率で起こ
ることから、資源排他／占有時間の長くなる場合には、
スピンロック方式の利用には注意が必要となる。なお、
タイムシェアリングルールにより各プロセスに順序よく
ＣＰＵ走行権が与えられることから、このプロセスディ
スパッチフォルトは、アクセス権を保持したまま休眠し
たプロセスが再びＣＰＵ走行権を得て、それにより処理
を終了してアクセス権を開放していく時点で解消される
ことになる。

【００１４】一方、近年の計算機システムでは、１つの
オペレーティングシステム下で、複数のＣＰＵを装備す
るようになってきた。このようなマルチプロセッサシス
テム（ＭＰ）では、同時にＣＰＵ台数分の複数のプロセ
スがＣＰＵ走行権を得て並列的に動作することから、Ｍ
Ｐフォルトを発生してしまう。

【００１５】すなわち、ＣＰＵが２台の場合で説明する
ならば、プロセス１とプロセス２とに同時にＣＰＵ走行
権が与えられることになるが、この場合、プロセス１と
プロセス２とが同時に資源に対するアクセス権を要求す
ることが起こると、図１３に示すように、一方がアクセ
ス権を開放するまでの間、他方がスピンロックによるル
ープに陥るというＭＰフォルトが発生するのである。こ
のように、資源に対するアクセス権を保持するプロセス
がアクティブであるのにも関わらず、すなわちプロセス
ディスパッチによるフォルトでないにも関わらず、マル
チプロセッサシステムの構成により他のプロセスが待た
されてしまうことになる。

【００１６】このＭＰフォルトは、ＣＰＵ台数が多くな
る程高い確率で起こることから、ＣＰＵ台数が多い場合
には、スピンロック方式の利用には注意が必要となる。
このように、スタックロック方式は長期間型ロックに向
く資源ロック制御方式であり、スピンロック方式は短期
間型ロックに向く資源ロック制御方式であることから、
従来技術では、資源へのアクセスが長い時間となる場合
には、スタックロック方式を用い、資源へのアクセスが
短い時間となる場合には、スピンロック方式を用いる構
成を採っているが、この方法に従っていると、用途に応
じてこの２つを切り分けて使用しなければならないとい
う問題点があった。

【００１７】更に、スピンロック方式には、プロセスデ
ィスパッチフォルトとＭＰフォルトという２つのフォル
ト現象があり、従来技術のように、スピンロック方式を
固定的に用いる方法を採っていると、プロセスディスパ
ッチフォルトやＭＰフォルトにより、本来の短期間型ロ
ックの特性を著しく損なうという問題点があった。

【００１８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、長期間型ロックと短期間型ロックの双方に適
するとともに、スピンロック方式の持つプロセスディス
パッチフォルトやＭＰフォルトの問題点を解消できるよ
うにする新たな資源ロック制御機構の提供を目的する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理構成
を図示する。図中、１は計算機システムであって、１つ
又は複数の資源２と、資源２を使用する複数の実行体３
と、実行体３による資源２の排他獲得を制御する本発明
の資源ロック制御機構４とを備えるものである。

【００２０】本発明の資源ロック制御機構４は、トーク
ン管理手段１０と、放棄手段１１と、判断手段１２と、
スタック型事象待ち手段１３と、第１の制御手段１４
と、第２の制御手段１５と、第３の制御手段１６とを備
える。

【００２１】このトークン管理手段１０は、実行体３か
らのトークン獲得要求に応答して１つの実行体３のみに
トークンを与える。放棄手段１１は、実行体３の発行す
るトークン獲得要求を監視して、そのトークン獲得要求
が指定の回数を超えるときに、その実行体３の走行権を
一時的に放棄させる。

【００２２】判断手段１２は、実行体３にトークンが与
えられるときに、その実行体３の要求する資源２が使用
されているのか否かを判断する。スタック型事象待ち手
段１３は、実行体３の資源獲得要求をキューイングす
る。

【００２３】第１の制御手段１４は、実行体３の資源獲
得要求をスタック型事象待ち手段１３に登録する。第２
の制御手段１５は、実行体３に資源アクセス権を与え
る。第３の制御手段１６は、スタック型事象待ち手段１
３に資源開放を通知することで実行体３に資源アクセス
権を与える。

【００２４】このように構成される本発明の資源ロック
制御機構４では、トークン管理手段１０は、実行体３か
らのトークン獲得要求に応答して１つの実行体３のみに
トークンを与えていく処理を実行する。このとき、放棄
手段１１は、実行体３の発行するトークン獲得要求を監
視して、そのトークン獲得要求が指定の回数を超えると
きに、その実行体３の走行権を一時的に放棄させること
で長期間のスピンに陥ることを防止する。

【００２５】そして、判断手段１２は、実行体３にトー
クンが与えられると、その実行体３の要求する資源２が
使用されているのか否かを判断する。この判断手段１２
の判断処理を受けて、第１の制御手段１４は、判断手段
１２が資源２の使用状態を判断すると、実行体３の持つ
トークンを返却するとともに、その実行体３の資源獲得
要求をスタック型事象待ち手段１３に登録し、第２の制
御手段１５は、判断手段１２が資源２の非使用状態を判
断すると、その実行体３の持つトークンを返却してか
ら、その実行体３に資源アクセス権を与える。

【００２６】一方、第３の制御手段１６は、トークン管
理手段１０により資源２の使用の終えた実行体３に対し
てトークンが与えられると、スタック型事象待ち手段１
３に資源獲得要求が登録されているときには、スタック
型事象待ち手段１３に資源開放を通知（これにより、ス
タック型事象待ち手段１３の先頭に登録されている実行
体３に資源アクセス権が与えられる）してからトークン
を返却するとともに、登録されていないときには、直ち
にトークンを返却する。

【００２７】このように、本発明の資源ロック制御機構
４では、トークンを獲得した実行体３に対して資源２の
獲得権を与える構成を採って、その資源２が他の実行体
３により排他獲得されていない場合には、その資源２へ
のアクセス権を与えていくとともに、排他獲得されてい
る場合には、スタック型事象待ち手段１３に資源獲得要
求をキューイングするというスピンロック方式とスタッ
クロック方式のハイブリッド構成を採ることで、長期間
型ロックと短期間型ロックの双方に適する資源ロック制
御方式を実現できる。

【００２８】そして、その構成を採るときに、規定のス
ピン回数でトークンを獲得できない場合には、資源獲得
要求を発行する実行体３の走行権を一時的に奪っていく
ことで、長期間のスピンに陥らないようにするととも
に、ＭＰフォルトに起因するロック競合を解消し、更
に、実行体３に資源アクセス権を与えていく場合にも、
資源獲得要求をスタック型事象待ち手段１３にキューイ
ングしていく場合にも、トークンを直ちに返却させて実
行体３がトークンを保持したまま休眠状態に入らないよ
うにすることで、プロセスディスパッチフォルトに起因
するロック競合を解消していく構成を採ることから、ス
ピンロック方式の持つプロセスディスパッチフォルトや
ＭＰフォルトの発生も防止できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。図１で説明したように、本発明で
は、スタックロック方式とスピンロック方式の両方の機
能を兼ね備えたハイブリッドロック機構とも呼ぶべき資
源ロック制御機構を用意して、これに従って資源ロック
制御を実行する構成を採るものである。

【００３０】図２に示すように、各プロセスは、資源を
要求するときには、この本発明のハイブリッドロック機
構２０のロック獲得制御機構２００を呼び出し、資源に
対するアクセス権を獲得してから、その資源に対する処
理を行わなくてはならない。そして、資源に対する処理
を終了したときには、この本発明のハイブリッドロック
機構２０のロック開放制御機構３００を呼び出し、資源
に対するアクセス権を開放していかなくてはならない。

【００３１】図３に、本発明のハイブリッドロック機構
２０の装置構成を図示する。この図に示すように、本発
明のハイブリッドロック機構２０は、トークン管理機構
２１と、スピンロック機構２２と、プロセス走行権一時
放棄機構２３と、スタック型事象待ち機構２４と、ロッ
ク保持者登録管理機構２５という５つの機構を持ってい
る。

【００３２】次に、これらの各機構について説明する。
本発明のハイブリッドロック機構２０の備えるトークン
管理機構２１は、図４に示すように、資源獲得や資源開
放を要求するプロセスに対しての関所としての役割を持
っている。すなわち、トークン管理機構２１は、通行手
形に相当するトークンを１個のみ発行する構成を採って
おり、各プロセスは、資源獲得（ロック獲得）や資源開
放（ロック開放）の処理に入るときには、このトークン
を獲得しなければならず、また、処理を終了したときに
は、このトークンを返却しなければならない構成を採っ
ている。

【００３３】トークン管理機構２１は、様々な方法によ
り実現可能であるが、例えば、通常の計算機に一般的に
備わっている排他処理命令／チェック処理命令を使って
実現することができる。

【００３４】この排他処理命令は、図５に示すように、
第１オペランドの内容を第２オペランドの示すメモリ番
地へ移す処理を実行するものであり、実行前後の値が等
しいときには、ステータスレジスタに「等しい」旨の状
態情報が設定されることになる。この命令を実行してい
るプロセッサがある場合、他のプロセッサは、その間、
この命令を行うことはなく、これから、この命令を実行
した後に、チェック処理命令に従ってステータスレジス
タの状態を調べることにより、この命令が排他的に完了
したのか否かを知ることができる。なお、この排他処理
命令は、第１オペランドと第２オペランドの意味が逆に
なる等、計算機により若干の違いはあるが本質的な意味
はみな同じである。

【００３５】この排他処理命令の性質を使うと、図６に
示すように、初期値としてＯｆｆ値の設定されるフラグ
域（トークンが返却されるときに設定される）に、排他
処理命令によりＯｎ値を書き込む構成を採ることで、１
個のプロセスにのみトークンを発行するトークン管理機
構２１を実現できることになる。なお、Ｏｎ値／Ｏｆｆ
値は逆であってもよく、フラグ域の代わりに、長いデー
タ長のメモリ域を使ってもよいことは言うまでもない。

【００３６】本発明のハイブリッドロック機構２０の備
えるスピンロック機構２２は、プロセスの発行するトー
クン管理機構２１に対するトークン獲得要求を規定の回
数まで許可する処理を行う。

【００３７】本発明のハイブリッドロック機構２０の備
えるプロセス走行権一時放棄機構２３は、スピンロック
機構２２によりプロセスの発行するトークン獲得要求が
規定回数に到達することが判断されると、そのプロセス
に割り当てられた走行時間が消費される前に、オペレー
ティングシステムに対して、そのプロセスに対する走行
権利の放棄を指示する処理を行う。オペレーティングシ
ステムは、この指示を受け取ると、そのプロセスをプロ
セスディスパッチ待ちキューの所定の位置に設定するこ
とで、そのプロセスの走行権を放棄させるとともに、次
のプロセスディスパッチに備えさせる。

【００３８】このプロセス走行権一時放棄機構２３は、
タイマー機構を使って実現することも可能である。すな
わち、タイマー機構では、図７に示すように、プロセス
がタイマー値（相対値のこともあるし、絶対値のことも
ある）を設定すると、そのプロセスはＣＰＵ資源を使用
しない状態に入って、その設定したタイマー時間後に、
ＣＰＵにタイマー割り込みというハードウェア割り込み
が通知され、これにより、そのプロセスは走行を再開す
る。これから、このタイマー機構を使うことで、プロセ
スの走行権を一時的に放棄させるプロセス走行権一時放
棄機構２３を実現できるのである。なお、タイマー値と
しては、タイムシェアリングシステムの１タイムスライ
ス時間より若干大きい値で、２タイムスライス時間より
は小さい値を設定することが好ましい。

【００３９】本発明のハイブリッドロック機構２０の備
えるスタック型事象待ち機構２４は、複数のプロセスか
らの資源獲得要求を要求順にスタックし逐次的に資源獲
得要求を処理していくために用意されるものであり、サ
ービスの待ち合わせを実現する。このスタック型事象待
ち機構２４は、Ｗａｉｔ／Ｐｏｓｔ関数や、ＭｓｇＳＥ
ＮＤ／ＭｓｇＲＣＶ関数や、ＳｅｔＬＯＣＫ関数といっ
た通常の計算機で一般的に装備されている機構で実現で
きる。

【００４０】本発明のハイブリッドロック機構２０の備
えるロック保持者登録管理機構２５は、資源へのアクセ
ス権を獲得したプロセス（ロック保持者となる）の識別
子を管理する。資源へのアクセス権を獲得したプロセス
は１つであることから、ロック保持者登録管理機構２５
に管理されるプロセス識別子は１つのみである。

【００４１】図８に、本発明のハイブリッドロック機構
２０のロック獲得制御機構２００がプロセスより資源獲
得要求を受け取るときに実行する処理フローの一実施
例、図９に、本発明のハイブリッドロック機構２０のロ
ック開放制御機構３００がプロセスより資源開放要求を
受け取るときに実行する処理フローの一実施例を図示す
る。

【００４２】次に、この処理フローに従って、本発明の
ハイブリッドロック機構２０により実行される資源ロッ
ク制御について詳細に説明する。本発明のハイブリッド
ロック機構２０のロック獲得制御機構２００は、プロセ
スより資源獲得要求を受け取ると、図８の処理フローに
示すように、先ず最初に、ステップ１で、トークン管理
機構２１を使って、排他処理命令によるトークン獲得処
理を実行する。このトークンは、上述したように、１つ
のプロセスのみが獲得できることになる。

【００４３】続いて、ステップ２で、資源獲得要求を発
行してきたプロセスがトークンを獲得できたのか否かを
チェックして、トークンを獲得できないことを判断する
ときには、ステップ３に進んで、そのプロセスによるト
ークン獲得の試みの回数が所定のスピン回数を超えたの
か否を判断して、超えていないことを判断するときに
は、ステップ１に戻っていく。このスピン処理がスピン
ロック機構２２の処理に該当する。

【００４４】一方、ステップ３で所定のスピン回数を超
えたことを判断するときには、ステップ４に進んで、プ
ロセス走行権一時放棄機構２３を起動して、そのプロセ
スの持つ走行権を一時的に放棄させる。この走行権の放
棄処理により、無駄なスピンの実行が防止され、走行権
を他のプロセスに分け与えていくことで、ロック競合事
象を速やかに解消していくことを積極的に進め、システ
ム全体としての処理能力の向上を実現する。

【００４５】ステップ２でトークンの獲得を判断する
と、ステップ５に進んで、ロック保持者登録管理機構２
５にロック保持者が登録されているのか否かを問い合わ
せ、続くステップ６で、ロック保持者が登録されている
のか否かを判断する。この判断処理によりロック保持者
が登録されていないことを判断するとき、すなわち、ア
クセス要求のある資源を排他獲得しているプロセスが存
在しないことを判断するときには、ステップ７に進ん
で、ロック保持者登録管理機構２５に対して、トークン
を獲得したプロセスの識別子を登録してから、ステップ
８に進んで、トークン管理機構２１を使って、排他処理
命令によるトークン返却処理を実行する。

【００４６】この後、トークンを返却したプロセスは、
ロック保持者登録管理機構２５にプロセス識別子が登録
されることで資源を排他獲得できたことから、資源をア
クセスすることで所定のデータ処理を実行することにな
る。従って、この処理ルートを辿る場合には、プロセス
は、スピンロックだけで資源アクセス権が得られるの
で、極めて高速に資源アクセス権を得られることにな
る。

【００４７】一方、ステップ６でロック保持者が登録さ
れていることを判断するとき、すなわち、アクセス要求
のある資源を排他獲得しているプロセスが存在している
こととを判断するときには、ステップ９に進んで、トー
クン管理機構２１を使って、排他処理命令によるトーク
ン返却処理を実行してから、続くステップ１０で、トー
クンを返却したプロセスの発行した資源獲得要求をスタ
ック型事象待ち機構２４に登録する。

【００４８】このようにして資源排他獲得制御を実行す
るのであるが、この構成を採るときにあって、ステップ
３で設定されるスピン回数としては、他に資源を要求す
るプロセスが存在せず、かつ、既に資源を使用している
プロセスが存在していない状態で、プロセスが資源を獲
得してトークンを返却するまでの最短の処理時間よりも
若干長い時間に相当する回数を用いることが好ましい。
このように設定すると、無駄なスピンに陥らずに、しか
も、トークンを獲得したプロセスがトークンを返却する
までの間は、トークンの獲得を要求するプロセスはスピ
ンを実行することになって、大部分のＭＰフォルトから
逃れられることになる。

【００４９】この処理にあって、ステップ５ないしステ
ップ１０の処理は、従来のスタックロック方式そのもの
であるが、本発明のスタックロック方式は、スピン回数
を限定して実行するスピンロック機構２２により実現さ
れるロック競合の低下と、プロセス走行権一時放棄機構
２３により実現されるロック競合の低下では解消しきれ
ないロック競合に対処するために設けられている。

【００５０】そして、本発明のスタックロック方式は、
スピンロック機構２２から直接発生するスピンロック
と、プロセス走行権一時放棄機構２３から発生するスピ
ンロックの欠点である長期間スピンの可能性を排除すべ
く設けられている。逆を言うと、本発明では、スタック
ロック方式を用意することで、スピンロック方式を途中
で打ち切ることを可能にしているのである。

【００５１】一方、本発明のハイブリッドロック機構２
０のロック開放制御機構３００は、プロセスより資源開
放要求を受け取ると、図９の処理フローに示すように、
先ず最初に、ステップ１で、トークン管理機構２１を使
って、排他処理命令によるトークン獲得処理を実行す
る。

【００５２】続いて、ステップ２で、資源開放要求を発
行してきたプロセスがトークンを獲得できたのか否かを
チェックして、トークンを獲得できないことを判断する
ときには、ステップ３に進んで、そのプロセスによるト
ークン獲得の試みの回数が所定のスピン回数を超えたの
か否を判断して、超えていないことを判断するときに
は、ステップ１に戻っていく。

【００５３】一方、ステップ３で所定のスピン回数を超
えたことを判断するときには、ステップ４に進んで、プ
ロセス走行権一時放棄機構２３を起動して、そのプロセ
スの持つ走行権を一時的に放棄させる。この走行権の放
棄処理により、無駄なスピンの実行が防止され、走行権
を他のプロセスに分け与えていくことで、ロック競合事
象を速やかに解消していくことを積極的に進め、システ
ム全体としての処理能力の向上を実現する。

【００５４】ステップ２でトークンの獲得を判断する
と、ステップ５に進んで、ロック保持者登録管理機構２
５に登録されている開放発行元のプロセス識別子を削除
し、続くステップ６で、スタック型事象待ち機構２４に
資源獲得要求がキューイングされているのか否かを判断
する。この判断処理によりスタック型事象待ち機構２４
に資源獲得要求がキューイングされていないことを判断
するときには、ステップ７に進んで、トークン管理機構
２１を使って、排他処理命令によるトークン返却処理を
実行する。

【００５５】一方、ステップ６でスタック型事象待ち機
構２４に資源獲得要求がキューイングされていることを
判断するときには、ステップ８に進んで、スタック型事
象待ち機構２４に対してロック開放を通知し、続くステ
ップ９で、ロック保持者登録管理機構２５に対して、ス
タック型事象待ち機構２４の先頭にキューイングされて
いる資源獲得要求の発行元プロセスの識別子（このプロ
セスに資源アクセス権が与えられることになる）を登録
してから、ステップ７に進んで、トークン管理機構２１
を使って、排他処理命令によるトークン返却処理を実行
する。

【００５６】このようにして資源開放制御を実行するの
であるが、この構成を採るときにあって、ステップ３で
設定されるスピン回数としては、他に資源を要求するプ
ロセスが存在せず、かつ、既に資源を使用しているプロ
セスが存在していない状態で、プロセスが資源を獲得し
てトークンを返却するまでの最短の処理時間よりも若干
長い時間に相当する回数を用いることが好ましい。この
ように設定すると、無駄なスピンに陥らずに、しかも、
トークンを獲得したプロセスがトークンを返却するまで
の間は、トークンの獲得を要求するプロセスはスピンを
実行することになって、大部分のＭＰフォルトから逃れ
られることになる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、トー
クンを獲得したプロセスに対して資源の獲得権を与える
構成を採って、その資源が他のプロセスにより排他獲得
されていない場合には、その資源のアクセス権を与えて
いくとともに、排他獲得されている場合には、資源獲得
要求をスタックにキューイングするというスピンロック
方式とスタックロック方式のハイブリッド構成を採るこ
とで、長期間型ロックと短期間型ロックの双方に適する
資源ロック制御方式を実現できるようになる。

【００５８】そして、その構成を採るときに、規定のス
ピン回数でトークンを獲得できない場合には、資源獲得
要求を発行するプロセスの走行権を一時的に奪っていく
ことで、長期間のスピンに陥らないようにするととも
に、ＭＰフォルトに起因するロック競合を解消し、更
に、プロセスに資源アクセス権を与えていく場合にも、
資源獲得要求をスタックにキューイングしていく場合に
も、トークンを直ちに返却させてプロセスがトークンを
保持したまま休眠状態に入らないようにすることで、プ
ロセスディスパッチフォルトに起因するロック競合を解
消していく構成を採ることから、スピンロック方式の持
つプロセスディスパッチフォルトやＭＰフォルトの発生
も防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の利用説明図である。

【図３】ハイブリッドロック機構の装置構成図である。

【図４】トークン管理機構の説明図である。

【図５】排他処理命令の説明図である。

【図６】排他処理命令を使用したトークン管理機構の説
明図である。

【図７】タイマー機構を使用したプロセス走行権一時放
棄機構の説明図である。

【図８】ハイブリッドロック機構の実行する処理フロー
である。

【図９】ハイブリッドロック機構の実行する処理フロー
である。

【図１０】スタックロック方式の説明図である。

【図１１】スピンロック方式の説明図である。

【図１２】プロセスディスパッチフォルトの説明図であ
る。

【図１３】ＭＰフォルトの説明図である。

【符号の説明】

１ 計算機システム ２ 資源 ３ 実行体 ４ 資源ロック制御機構 １０ トークン管理手段 １１ 放棄手段 １２ 判断手段 １３ スタック型事象待ち手段 １４ 第１の制御手段 １５ 第２の制御手段 １６ 第３の制御手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実行体による資源の排他獲得を制御する
   資源ロック制御機構において、 実行体からのトークン獲得要求に応答して１つの実行体
   のみにトークンを与えるトークン管理手段と、 実行体の発行するトークン獲得要求を監視して、そのト
   ークン獲得要求が指定の回数を超えるときに、該実行体
   の走行権を一時的に放棄させる放棄手段と、 実行体にトークンが与えられるときに、該実行体の要求
   する資源が使用されているのか否かを判断する判断手段
   と、 上記判断手段が資源の使用状態を判断するときに、実行
   体の持つトークンを返却するとともに、該実行体の資源
   獲得要求をスタック型事象待ち手段に登録する第１の制
   御手段と、 上記判断手段が資源の非使用状態を判断するときに、実
   行体の持つトークンを返却してから、実行体に資源アク
   セス権を与える第２の制御手段とを備えることを、 特徴とする資源ロック制御機構。
2. 【請求項２】 請求項１記載の資源ロック制御機構にお
   いて、 トークン管理手段が資源の使用の終えた実行体に対して
   トークンを与えるときに、スタック型事象待ち手段に資
   源獲得要求が登録されているときには、該スタック型事
   象待ち手段に資源開放を通知してからトークンを返却す
   るとともに、登録されていないときには、直ちにトーク
   ンを返却する第３の制御手段を備えることを、 特徴とする資源ロック制御機構。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の資源ロック制御機
   構において、 トークン管理手段は、実行体からトークン獲得要求があ
   るときに、規定のメモリ域に規定のデータ値を書き込む
   排他処理命令と、該メモリ域のデータ値が該排他処理命
   令の実行前後で異なるものとなるのか否かをチェックす
   るチェック処理命令とを使ってトークンの排他付与を実
   行することを、 特徴とする資源ロック制御機構。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の資源ロック制
   御機構において、 放棄手段は、指定回数として、他に資源を要求する実行
   体が存在せず、かつ、既に資源を使用している実行体が
   存在していない状態で、実行体が資源を獲得してトーク
   ンを返却するまでの最短の処理時間に相当する回数を用
   いることを、 特徴とする資源ロック制御機構。