[發明專利]資源排他控制方法以及資源排他控制裝置

無效

• 申請號: 200980156912.5
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN102317918A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 笹岡俊男
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G06F9/52
• 分類號: G06F9/52
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 楊晶;王琦

技術領域

本發明涉及在能夠執行并行處理的多個信息處理器之間進行排他控制的資源排他控制方法以及資源排他控制裝置，特別是，涉及用于盡量減少信息處理器在鎖定對象上獲取對共享資源的優先使用權失敗時所產生的、作為資源的信息處理器中的處理浪費，并提高信息處理器的使用效率的技術。

背景技術

在通過多個信息處理器(處理器)來執行并行處理的多信息處理系統(多處理器系統)中，當在多個信息處理器之間共享系統中的資源時，為了保證資源的一致性(consistency)，需要在信息處理器之間進行共享資源的排他控制(互斥)。

作為用于維持共享資源一致性的方法，一直以來具有如下方法。在該方法中，信息處理器在鎖定對象上獲取對共享資源的優先使用權后，操作共享資源。之后，當信息處理器結束對共享資源的操作時，返還上述優先使用權，即釋放共享資源。根據該方法，通過阻止多個信息處理器同時操作同一個共享資源，從而維持共享資源的一致性。下面，將在鎖定對象上獲取對共享資源的優先使用權稱為鎖定，將返還在鎖定對象上所獲取的對共享資源的優先使用權稱為解鎖。

作為由鎖定對象為了進行排他控制而在對共享資源的鎖定中所實施的等待動作，大致上有自旋鎖動作和掛起鎖動作。所謂自旋鎖動作是指如下的等待動作：在直到能夠獲取鎖定為止，信息處理器重復對鎖定對象進行檢查。所謂掛起鎖動作是指如下的等待動作：為了使按照其他信息處理器(第二信息處理器)的請求而在鎖定對象上在先實施的對共享資源的鎖定得以繼續，在該信息處理器(第一信息處理器)無法獲取對共享資源的鎖定時，第一信息處理器通過將該第一信息處理器的運行進程從需要對共享資源進行鎖定的第一進程轉移(上下文切換)到不需要對共享資源進行鎖定的第二進程，從而使第一進程睡眠，之后，當第二信息處理器對共享資源的鎖定被釋放時，第一信息處理器對鎖定對象再度嘗試獲取對共享資源的鎖定，如果成功，則使運行進程從第二進程恢復(喚醒)到第一進程。另外，在此所說的掛起(suspend)是指“保留”。

在自旋鎖動作中，在第一進程自旋(睡眠)期間，信息處理器成為忙等待(busy?wait)狀態，不能執行其他的處理，在作為資源的信息處理器中，處理會被浪費。

另一方面，在掛起鎖動作中，由于在無法獲取鎖定時，第一信息處理器的執行權從第一進程轉移到第二進程，因此在第一信息處理器中，處理不會被浪費。然而，用于進程的睡眠和喚醒的上下文切換需要處理時間，因此將產生相應的開銷(整體處理時間增加)。

所以，一直以來，是將上述兩種等待動作進行適當切換來實施。在切換中，具有靜態切換和動態切換。在靜態切換中，在作為資源的信息處理器中會使處理產生浪費，例如：

·即使在長時間內無法獲取鎖定時也進行自旋；

·即使在很快就能獲取鎖定時也進行睡眠。

因此，動態切換受到關注。

在動態切換中，設計有以下兩種切換方法，即：在判別出鎖定獲取進程是否為運行狀態(該進程是否擁有信息處理器的執行權)之后，根據該判別結果，確定出選擇哪種等待動作的切換方法(參考專利文獻1，以下稱為第一現有例)，以及，首先嘗試基于自旋鎖動作的鎖定，之后，如果即使進行一定時間的自旋也無法獲取鎖定，則切換到掛起鎖動作的切換方法(參考專利文獻2，以下稱為第二現有例)。

專利文獻1：日本特開平7-319716號公報

專利文獻2：日本特開平5-225149號公報

在第一現有例中，當已在鎖定對象上獲取對共享資源的鎖定的進程處于運行狀態時，即使在長時間內無法獲取鎖定時也會繼續自旋，作為資源的信息處理器的處理會被浪費。

在第二現有例中，由于即使進行一定時間的自旋也無法獲取對共享資源的鎖定，因而從自旋鎖動作切換到掛起鎖動作，但是當欲獲取的鎖定對象的鎖定在剛開始睡眠后就被釋放時，在該系統上又需要立刻執行喚醒。然而，與實施這種喚醒(上下文切換)相應地，將產生開銷。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于，提高在鎖定對象上獲取對共享資源的鎖定時的信息處理器的使用效率。

基于本發明的資源排他控制方法，是一種在能夠執行并行處理的多個信息處理器之間進行共享資源的排他控制的資源排他控制方法，包括：