JPH076043A

JPH076043A - マルチスレッド・サーバ

Info

Publication number: JPH076043A
Application number: JP6034742A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Mizunuma; 一郎水沼; Hiromitsu Shimakawa; 博光島川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】受信したサンプルデータをメモリに格納中で
あっても、要求メッセージに対する処理を可能にして、
要求メッセージに対する処理の高速化を図ることができ
るとともに、要求メッセージの欠損を防止できるマルチ
スレッド・サーバを得ることを目的とする。【構成】第２の受信部１６・１７により保持された要
求メッセージを順次取り出し、その要求メッセージの内
容に応じた処理を第１の受信部１１が受信してメモリ１
３・１５に格納したサンプルデータに基づいて行うよう
にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、外部装置からの要求
メッセージに対し、リアルタイムに応答できるマルチス
レッド・サーバに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２２は従来のマルチスレッド・サーバ
を示す構成図であり、図において、１はプラント、２は
クライアント、３はネットワーク（バックプレーンバス
でもよい）であり、クライアント２及びネットワーク３
から外部装置が構成されている。４はプラント１からサ
ンプルデータを受信するとともに、外部装置から要求メ
ッセージを受信するレシーバ、５はレシーバ４により受
信された要求メッセージの内容に応じてチャイルドスレ
ッド６，７，８のいずれかを起動するとともに、レシー
バ４がサンプルデータを受信した場合にはそのサンプル
データをメモリ９に格納するマザースレッド、６，７，
８は外部装置から送られる要求メッセージに応じた処理
をメモリ９に格納されたサンプルデータに基づいて行う
チャイルドスレッドであり、チャイルドスレッド６，
７，８は起動時にマザースレッド５によって生成され
る。９はサンプルデータを格納するメモリ、１０はチャ
イルドスレッド６，７，８の処理結果を一時的に保持す
るＦＩＦＯキュー、２０はＦＩＦＯキュー１０に保持さ
れた処理結果を、保持された順に取り出して外部装置へ
送信するトランスミッタである。

【０００３】次に動作について説明する。まず、レシー
バ４は、プラント１からサンプルデータまたは外部装置
から要求メッセージを受信する。そして、マザースレッ
ド５は、レシーバ４がプラント１からサンプルデータを
受信した場合には、そのサンプルデータをメモリ９に格
納し、レシーバ４が外部装置から要求メッセージを受信
した場合には、その要求メッセージの内容に応じてチャ
イルドスレッド６，７，８のいずれかを生成して起動す
る。

【０００４】例えば、マザースレッド５によりチャイル
ドスレッド６が起動された場合には、チャイルドスレッ
ド６は、要求メッセージに応じた処理をメモリ９に格納
されたサンプルデータに基づいて行う。そして、チャイ
ルドスレッド６の処理結果がＦＩＦＯキュー１０に送信
され、一時的に保持される。そして、トランスミッタ２
０はＦＩＦＯキュー１０に保持された処理結果を、保持
された順に取り出して外部装置へ送信する。即ち、図２
３に示すように、ＦＩＦＯキュー１０に先に保持された
処理結果が、後に保持された処理結果より優先度が低い
場合でも、優先度の低い先に保持された処理結果から送
信される。なお、チャイルドスレッド６，７，８はそれ
ぞれ並列的に処理を行うことができるが、メモリ９に対
するアクセスは同時に行うことができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のマルチスレッド
・サーバは以上のように構成されているので、プラント
１等からのサンプルデータも外部装置からの要求メッセ
ージもレシーバ４が受信してマザースレッド５がその後
の処理を決定しなければならず、従って、例えば、受信
した要求メッセージに応答する処理を行っている途中
で、サンプルデータを受信した場合、その処理が終了す
るまでそのサンプルデータをメモリ９に格納することが
できず、その結果、そのサンプルデータの格納が次のサ
ンプルデータの到着までに終了しないと、サンプルデー
タの欠測が起こる事態が発生する問題点があった。

【０００６】また、レシーバ４は、複数の要求信号等を
保持する機能がないので、マザースレッド５が、レシー
バ４により受信された要求メッセージ等（便宜上、旧要
求メッセージという）を取り込む前に、他の要求メッセ
ージ等を外部装置から送られてしまうと、旧要求メッセ
ージが欠損してしまう問題点があった。

【０００７】また、トランスミッタ２０は、ＦＩＦＯキ
ュー１０に保持された順に取り出して送信するので、先
に保持された処理結果より後から保持された処理結果の
方が高速性を要求されていても、先に保持された処理結
果を送信するまで後に保持された処理結果は待たされて
しまい、外部装置の要求を十分満足することができない
問題点があった。

【０００８】また、トランスミッタ２０は、送信以外の
他の処理を行うスレッド（図３参照）の存在を確認せず
に処理結果を送信してしまうので、トランスミッタ２０
の送信処理より当該スレッドの処理の方が高速性を要求
されていても、トランスミッタ２０の送信処理が終わる
まで当該スレッドの処理が待たされてしまう問題点があ
った。

【０００９】また、マザースレッド５は、要求メッセー
ジに応答する処理を実行する際に、チャイルドスレッド
６，７，８を生成する毎にチャイルドスレッド６，７，
８の処理に必要なメモリ領域を確保しなければならず、
従って、徐々にメモリ空間上に不要となったメモリ領域
が増えていくためガベージコレクションを行う必要が生
じ、その間要求メッセージに対する応答ができなくなる
問題点があった。

【００１０】また、マザースレッド５は、要求メッセー
ジに応答する処理を実行する際に、その都度チャイルド
スレッド６，７，８を生成する必要があるが、スタック
領域が不足しているような場合には生成することができ
ず、スタック領域が解放されるまで処理を待機しなけれ
ばならない問題点があった。

【００１１】さらに、チャイルドスレッド６，７，８は
それぞれ並列的に処理を行うことができるが、メモリ９
に対するアクセスは同時に行うことができないので、並
列処理の効率が低下し、高速処理ができないなどの問題
点もあった。

【００１２】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、受信したサンプルデータ
をメモリに格納中であっても、要求メッセージに対する
処理を可能にして、要求メッセージに対する処理の高速
化を図ることができるとともに、要求メッセージの欠損
を防止できるマルチスレッド・サーバを得ることを目的
とする。

【００１３】請求項２の発明は、上記目的に加え、高速
性の要求される処理結果から順次送信できるようにし
て、外部装置の要求を十分満足できるマルチスレッド・
サーバを得ることを目的とする。

【００１４】請求項３の発明は、処理結果を外部装置へ
送信する処理よりも、高速性の要求される処理がある場
合には、その高速性の要求される処理を優先して処理が
できるマルチスレッド・サーバを得ることを目的とす
る。

【００１５】請求項４の発明は、要求メッセージの欠損
を防止できるとともに、高速性の要求される要求メッセ
ージに対する処理から行うことができるマルチスレッド
・サーバを得ることを目的とする。

【００１６】請求項５の発明は、ガベージコレクション
を行う必要をなくし、要求メッセージに対する応答を妨
げられることのないマルチスレッド・サーバを得ること
を目的とする。

【００１７】請求項６の発明は、スタック領域の不足を
理由に、要求メッセージに対する処理が遅延するのを防
止できるマルチスレッド・サーバを得ることを目的とす
る。

【００１８】請求項７の発明は、並列処理の効率を向上
させ、高速に処理を行うことができるマルチスレッド・
サーバを得ることを目的とする。

【００１９】請求項８の発明は、周期的に処理を行う周
期起動型スレッドのリアルタイム性を確保できるマルチ
スレッド・サーバを得ることを目的とする。

【００２０】請求項９及び請求項１０の発明は、タイマ
スレッドの待ち時間をできるだけ短くできるマルチスレ
ッド・サーバを得ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るマ
ルチスレッド・サーバは、第２の受信部により保持され
た要求メッセージを順次取り出し、その要求メッセージ
の内容に応じた処理を第１の受信部が受信してメモリに
格納したサンプルデータに基づいて行うようにしたもの
である。

【００２２】請求項２の発明に係るマルチスレッド・サ
ーバは、処理実行部の処理結果を一時的に保持するとと
もに、複数の処理結果を保持した場合には優先度の高い
処理結果から順次外部装置に対して送信するようにした
ものである。

【００２３】請求項３の発明に係るマルチスレッド・サ
ーバは、処理実行部の処理結果を外部装置に対して送信
する処理を行う際に、他の処理と競合する場合、該他の
処理より優先度が高いときのみ処理を行うようにしたも
のである。

【００２４】請求項４の発明に係るマルチスレッド・サ
ーバは、第２の受信部が複数の要求メッセージを保持し
ている場合、優先度の高い要求メッセージから順次取り
出すようにしたものである。

【００２５】請求項５の発明に係るマルチスレッド・サ
ーバは、各スレッドが処理を実行する際に必要となるメ
モリ領域を各スレッド毎に予め確保しておき、各スレッ
ドに処理を実行させる際に対応するメモリ領域を割り当
てるようにしたものである。

【００２６】請求項６の発明に係るマルチスレッド・サ
ーバは、処理に必要となるスレッドを予め生成し、待機
状態にしておくようにしたものである。

【００２７】請求項７の発明に係るマルチスレッド・サ
ーバは、第１の受信部により受信されたサンプルデータ
をメモリに格納中に、処理実行部から所定のアドレスに
格納されているサンプルデータの読み込み要求があった
場合、その読み込み要求に係るアドレスが、現在サンプ
ルデータを格納しているアドレスと一致するときのみそ
の読み込み要求を却下するようにしたものである。

【００２８】請求項８の発明に係るマルチスレッド・サ
ーバは、所定の起動周期毎に周期起動型スレッドを起動
させるとともに、その周期起動型スレッドが起動後所定
時刻経過しても処理を終了しない場合には、その処理を
中断させて獲得している資源を解放させるタイマスレッ
ドを設けたものである。

【００２９】請求項９の発明に係るマルチスレッド・サ
ーバは、タイマスレッドより優先度の低いスレッドがセ
マフォを獲得しているためにそのタイマスレッドが待ち
状態になっている場合、一時的にその優先度の低いスレ
ッドの優先度をそのタイマスレッドの優先度と同一にす
る優先度継承機能をそのセマフォに持たせたものであ
る。

【００３０】請求項１０の発明に係るマルチスレッド・
サーバは、共有資源を使用しているか否かを示すフラグ
及びそのフラグを読み書きするためのセマフォを各スレ
ッド毎に設けるとともに、タイマスレッドより優先度の
低いスレッドが当該セマフォを獲得しているためにその
タイマスレッドが待ち状態になっている場合、一時的に
その優先度の低いスレッドの優先度をそのタイマスレッ
ドの優先度と同一にする優先度継承機能をそのセマフォ
に持たせたものである。

【００３１】

【作用】請求項１の発明におけるマルチスレッド・サー
バは、要求メッセージを保持する第２の受信部を設けた
ことにより、要求メッセージの欠損が防止され、また、
第２の受信部により保持された要求メッセージを順次取
り出し、その要求メッセージの内容に応じた処理を第１
の受信部が受信してメモリに格納したサンプルデータに
基づいて行う処理実行部を設けたことにより、第２の受
信部から要求メッセージを受信中でも、第１の受信部か
らサンプルデータを受信してメモリに格納することがで
きる。

【００３２】請求項２の発明におけるマルチスレッド・
サーバは、処理実行部の処理結果を一時的に保持すると
ともに、複数の処理結果を保持した場合には優先度の高
い処理結果から順次外部装置に対して送信する送信部を
設けたことにより、高速性の要求される処理結果から順
次送信できるようになる。

【００３３】請求項３の発明におけるマルチスレッド・
サーバは、処理実行部の処理結果を外部装置に対して送
信する処理を行う際に、他の処理と競合する場合、該他
の処理より優先度が高いときのみ処理を行う送信部を設
けたことにより、処理結果を外部装置へ送信する処理よ
りも、高速性の要求される処理がある場合には、その高
速性の要求される処理から優先して処理される。

【００３４】請求項４の発明におけるマルチスレッド・
サーバは、第２の受信部が複数の要求メッセージを保持
している場合、優先度の高い要求メッセージから順次取
り出す処理実行部を設けたことにより、要求メッセージ
の欠損を防止され、また、高速性の要求される要求メッ
セージに対する処理から行なえる。

【００３５】請求項５の発明におけるマルチスレッド・
サーバは、各スレッドが処理を実行する際に必要となる
メモリ領域を各スレッド毎に予め確保しておき、各スレ
ッドに処理を実行させる際に対応するメモリ領域を割り
当てる処理実行部を設けたことにより、ガベージコレク
ションを行う必要がなくなる。

【００３６】請求項６の発明におけるマルチスレッド・
サーバは、処理に必要となるスレッドを予め生成し、待
機状態にしておく処理実行部を設けたことにより、スタ
ック領域の不足を理由に、要求メッセージに対する処理
が遅延するのを防止される。

【００３７】請求項７の発明におけるマルチスレッド・
サーバは、第１の受信部により受信されたサンプルデー
タをメモリに格納中に、処理実行部から所定のアドレス
に格納されているサンプルデータの読み込み要求があっ
た場合、その読み込み要求に係るアドレスが、現在サン
プルデータを格納しているアドレスと一致するときのみ
その読み込み要求を却下するようにしたことにより、同
じデータを同時に読み書きすることによって生じるデー
タ内容の矛盾を防止しつつデータの読み書きの並列処理
が可能になる。

【００３８】請求項８の発明におけるマルチスレッド・
サーバは、所定の起動周期毎に周期起動型スレッドを起
動させるとともに、その周期起動型スレッドが起動後所
定時刻経過しても処理を終了しない場合には、その処理
を中断させて獲得している資源を解放させるタイマスレ
ッドを設けたことにより、他の周期起動型スレッドを所
定の起動周期毎に確実に起動できるようになる。

【００３９】請求項９の発明におけるマルチスレッド・
サーバは、タイマスレッドより優先度の低いスレッドが
セマフォを獲得しているためにそのタイマスレッドが待
ち状態になっている場合、一時的にその優先度の低いス
レッドの優先度をそのタイマスレッドの優先度と同一に
する優先度継承機能をそのセマフォに持たせたことによ
り、優先度の低いスレッドがセマフォを獲得していて
も、その優先度の低いスレッドの処理が速やかに行われ
るため、タイマスレッドがセマフォを獲得するまでの待
ち時間が短縮される。

【００４０】請求項１０の発明におけるマルチスレッド
・サーバは、共有資源を使用しているか否かを示すフラ
グ及びそのフラグを読み書きするためのセマフォを各ス
レッド毎に設けるとともに、タイマスレッドより優先度
の低いスレッドが当該セマフォを獲得しているためにそ
のタイマスレッドが待ち状態になっている場合、一時的
にその優先度の低いスレッドの優先度をそのタイマスレ
ッドの優先度と同一にする優先度継承機能をそのセマフ
ォに持たせたことにより、優先度の低いスレッドがセマ
フォを獲得していても、その優先度の低いスレッドの処
理が速やかに行われるため、タイマスレッドがセマフォ
を獲得するまでの待ち時間が短縮される。

【００４１】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１によるマルチスレッド
・サーバを示す構成図であり、図において、従来のもの
と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略
する。１１はプラント１からサンプルデータを受信する
ＦＩＦＯキュー（第１の受信部）、１２はＦＩＦＯキュ
ー１１が受信したサンプルデータを一定周期でリングバ
ッファ１３に書き込む周期起動型スレッド、１３はその
サンプルデータを格納するリングバッファ（メモリ）、
１４は周期起動型スレッド１２が現在書き込み中である
リングバッファ１３のインデックス（アドレス）より少
し過去のサンプルデータをいくつかまとめてディスク１
５へ一定周期で書き込む周期起動型スレッド、１５はデ
ィスク（メモリ）である。

【００４２】また、１６はクライアント２からネットワ
ーク３を介して要求メッセージを受信するレシーバ、１
７はレシーバ１６が受信したその要求メッセージを保持
するＦＩＦＯキューであり、レシーバ１６及びＦＩＦＯ
キュー１７から第２の受信部が構成されている。

【００４３】また、１８はＦＩＦＯキュー１７により保
持された要求メッセージを順次取り出し、その要求メッ
セージの内容に応じてチャイルドスレッド６，７，８の
いずれかを起動することにより、その要求メッセージの
内容に応じた処理をリングバッファ１３及びディスク１
５に格納されたサンプルデータに基づいて行うマザース
レッドであり、マザースレッド１８及びチャイルドスレ
ッド６，７，８から処理実行部が構成されている。

【００４４】また、１９はチャイルドスレッド６，７，
８の処理結果を一時的に保持するＦＩＦＯキュー、２０
はＦＩＦＯキュー１９により保持されたその処理結果を
ネットワーク３を介してクライアント２に対して送信す
るトランスミッタであり、ＦＩＦＯキュー１９及びトラ
ンスミッタ２０から送信部が構成されている。

【００４５】次に動作について説明する。まず、サンプ
ルデータは、例えば、１０ｍｓｅｃ毎にプラント１から
送信され、ＦＩＦＯキュー１１がこれを受信する。そし
て、ＦＩＦＯキュー１１に受信されたサンプルデータ
は、周期起動型スレッド１２によって周期的にリングバ
ッファ１３に格納される。また、リングバッファ１３に
ある程度サンプルデータが蓄積されていくと、周期起動
型スレッド１４によってサンプルデータをいくつかまと
めてディスク１５に格納される。なお、リングバッファ
１３及びディスク１５にサンプルデータを格納する際、
いつサンプルされたサンプルデータであるか分かるよう
に時刻情報もいっしょに格納される。

【００４６】一方、要求メッセージは、不定期にクライ
アント２からネットワーク３を介して送信され、レシー
バ１６がこれを受信する。そして、レシーバ１６に受信
された要求メッセージは、一時的にＦＩＦＯキュー１７
に格納される。そして、ＦＩＦＯキュー１７に格納され
た要求メッセージを、マザースレッド１８が順次取り込
み、その要求メッセージの内容に応じてチャイルドスレ
ッド６，７，８のいずれかを生成して起動する（チャイ
ルドスレッド６，７，８を起動する際、処理に必要なメ
モリ領域を動的に確保する。詳細は後述する。）。ここ
で、要求メッセージには、下記に示すようなものがあ
る。あるイベントが起こった場合にそのイベントの発生
を通知現在時刻のサンプルデータの周期転送過去のある時刻からある時刻までのサンプルデータ
の一斉転送

【００４７】そして、マザースレッド１８により起動さ
れたチャイルドスレッド６，７，８は、要求メッセージ
の内容に応じた処理をリングバッファ１３及びディスク
１５に格納されているサンプルデータに基づいて行う
（必要とするサンプルデータがリングバッファ１３に格
納されていない場合、ディスク１５とアクセスする）。
例えば、要求メッセージの内容が、上記の内容であれ
ば、イベントの起動があった旨の通知をクライアント２
に対して送信する処理を行う。また、要求メッセージの
内容が、上記の内容であれば、リングバッファ１３
等から該当するサンプルデータを読み込んでクライアン
ト２に対して送信する処理を行う。

【００４８】そして、チャイルドスレッド６，７，８の
処理結果はＦＩＦＯキュー１９に送信され、一時的に保
持される。なお、チャイルドスレッド６，７，８は並列
処理が可能であるため、ＦＩＦＯキュー１９に複数の処
理結果が保持されることがある。そして、ＦＩＦＯキュ
ー１９に保持された処理結果は、トランスミッタ２０が
順次取り込んでネットワーク３を介してクライアント２
に対して送信し、一連の処理を終了する。

【００４９】このように、実施例１では、要求メッセー
ジを受信するレシーバ１６の他に、プラント１から送信
されるサンプルデータを受信する専用のＦＩＦＯキュー
１１を設けるようにしているので、要求メッセージの処
理と別個独立にサンプルデータのサンプル処理を行うこ
とができるようになり、従って、要求メッセージの処理
によってサンプル処理が妨げられる事態が発生すること
がなくなり、サンプル処理をその時間上の制約を保って
行うことができる。また、要求メッセージを一時的に保
持するＦＩＦＯキュー１７を設けているので、前に送ら
れた要求メッセージに対する処理が終了する前に他の要
求メッセージが複数個クライアント２から送信されてき
たとしても、要求メッセージが欠損するという事態は発
生しない。因に、この実施例１は請求項１の発明に対応
している。

【００５０】実施例２．上記実施例１では、ＦＩＦＯキ
ュー１９に複数の処理結果を保持された場合、ＦＩＦＯ
キュー１９に保持された順にその処理結果を送信するも
のについて説明したが、図２に示すように、複数の処理
結果を保持した場合には優先度の高い処理結果から順次
クライアント２に対して送信するようにしてもよい。図
２において、１９ａ、１９ｂ、１９ｃはＦＩＦＯキュー
１９の構成要素であり、それぞれチャイルドスレッド
６，７，８の処理結果を一時的に保持する。また、２１
はＦＩＦＯキュー１９が複数の処理結果を保持した場合
には優先度の高い処理結果から順次クライアント２に対
して送信するトランスミッタ（送信部）である。

【００５１】次に動作について説明する。まず、要求メ
ッセージは、上記のごとく内容がそれぞれ異なってお
り、従って、それぞれクライアント２に対して応答する
に際して時間上の制約に関係した優先度が存在する。例
えば、チャイルドスレッド６は、上記の要求メッセー
ジに対する処理を行うものである場合、かかる処理は、
イベント発生に対するクライアント２の対応が間に合う
ように、ある時間以内にクライアント２に送信される必
要があるので極めて高い優先度Ｐ_mq2 を有している。ま
た、チャイルドスレッド７は、上記の要求メッセージ
に対する処理を行うものである場合、かかる処理は、ク
ライアント２がまだ最新のサンプルデータとして利用す
る価値のある時間以内に送信される必要があるので、チ
ャイルドスレッド６の処理に次いで高い優先度Ｐ_mq1 を
有する。また、チャイルドスレッド８は、上記の要求
メッセージに対する処理を行うものである場合、かかる
処理は、送信が多少遅れても支障が少ないのでチャイル
ドスレッド６，７の処理より低い優先度Ｐ_mq0 を有して
いる。Ｐ_mq0 ＜Ｐ_mq1 ＜Ｐ_mq2

【００５２】この場合において、チャイルドスレッド８
から優先度Ｐ_mq0 の処理結果がＦＩＦＯキュー１９ｃに
送信されて格納された後、直ちにチャイルドスレッド６
から優先度Ｐ_mq2 の処理結果がＦＩＦＯキュー１９ａに
送信されて格納されたとする。実施例１では、ＦＩＦＯ
キュー１９に格納された順に送信するので、チャイルド
スレッド８の処理結果を先に送信することになるが、実
施例２では、処理結果の優先度を考慮して送信するの
で、優先度の高いチャイルドスレッド６の処理結果を先
に送信することになる。これにより、クライアント２の
要求に則した処理が可能になる。因に、この実施例２は
請求項２の発明に対応している。

【００５３】実施例３．上記実施例２では、トランスミ
ッタ２１は、送信以外の他の処理を行うスレッド２２の
存在を確認せずに処理結果を送信するものについて説明
したが、図３に示すように、チャイルドスレッド６，
７，８の処理結果をクライアント２に対して送信する処
理を行う際に、送信以外の他の処理を行うスレッド２２
と競合する場合、スレッド２２の処理の優先度Ｐ_etc よ
り高い優先度をトランスミッタ２１の送信スレッドが有
するときのみ送信処理を行うようにしてもよい。図にお
いて、２１ａ、２１ｂ、２１ｃはトランスミッタ２１の
送信スレッド、２２は送信以外の他の処理を行うスレッ
ド、２３はセマフォである。

【００５４】次に動作について説明する。例えば、送信
スレッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃの優先度をそれぞれＰ
_tr2 ，Ｐ _tr1 ，Ｐ_tr0 とし、優先度の高さの関係は下記
のようにあるとする。Ｐ_tr0 ＜Ｐ_tr1 ＜Ｐ_etc ＜Ｐ_tr2

【００５５】この場合において、送信スレッド２１ａが
送信処理を行うときは、送信スレッド２１ａの優先度Ｐ
_tr2 は、スレッド２２の優先度Ｐ_etc より高いので、ス
レッド２２が存在していても直ちに送信処理が行われ
る。一方、送信スレッド２１ｃが送信処理を行うとき
は、送信スレッド２１ｃの優先度Ｐ_tr0 は、スレッド２
２の優先度Ｐ_etc より低いので、スレッド２２の処理が
終了するまで送信処理が待機される。

【００５６】なお、セマフォ２３は、複数の送信スレッ
ド２１ａ，２１ｂ，２１ｃが同時にネットワーク３へ送
信するのを避けるために設けられている。セマフォ２３
を獲得できる送信スレッドは１つであり、セマフォ２３
を獲得している送信スレッド（図３の例では送信スレッ
ド２１ａが獲得している）のみがネットワーク３に対し
て送信することができる。

【００５７】ここで、セマフォ２３を設けた場合下記の
不具合がある。即ち、低い優先度を有する送信スレッド
２１ｃがセマフォ２３を獲得した後に、高い優先度を有
する送信スレッド２１ａがＦＩＦＯキュー１９ａに格納
されたような場合、低い優先度を有する送信スレッド２
１ｃがセマフォ２３を獲得しているので、高い優先度を
有する送信スレッド２１ａは送信スレッド２１ｃの送信
処理を待たなければならいが、送信スレッド２１ｃの優
先度はスレッド２２の優先度より低いので、送信スレッ
ド２１ｃはスレッド２２の処理が終了するまで待機状態
になる。従って、スレッド２１ａは高い優先度を有して
いるのにもかかわらず、結果として、スレッド２２及び
送信スレッド２１ｃの処理が終了するまで送信処理を行
うことができない不具合がある。

【００５８】そこで、セマフォ２３に優先度継承機能
（送信スレッドの優先度変更機能）を持たせることによ
り上記不具合を解消することができる。即ち、一時的に
送信スレッド２１ｃの優先度を送信スレッド２１ａの優
先度まで高めることにより、送信スレッド２１ｃの送信
処理をスレッド２２に優先させる。送信スレッド２１ｃ
の処理が終了すれば、送信スレッド２１ａがセマフォ２
３を獲得し、送信スレッド２１ａの優先度はスレッド２
２の優先度より高いので、送信スレッド２１ａはスレッ
ド２２の処理を待たずに送信が可能になる。従って、送
信スレッド２１ａの待ち時間を短縮することができる。
因に、この実施例３は請求項３の発明に対応している。

【００５９】実施例４．上記実施例１では、要求メッセ
ージがＦＩＦＯキュー１７に保持された順に、マザース
レッド１８が取り出して処理するものについて説明した
が、図４に示すように、要求メッセージに優先度を持た
せ、ＦＩＦＯキュー１７に先に格納された要求メッセー
ジの優先度より、後に格納された要求メッセージの優先
度が高い場合、後に格納された要求メッセージからマザ
ースレッド１８が取り込んで処理するようにしてもよ
い。これにより、高速性の要求される要求メッセージに
対する処理から行うことができるようになる。因に、こ
の実施例４は請求項４の発明に対応している。

【００６０】実施例５．上記実施例１では、要求メッセ
ージの内容に応じてマザースレッド１８がチャイルドス
レッド６，７，８のいずれかを生成して起動する際、処
理に必要なメモリ領域を動的に確保するものについて説
明したが、図５に示すように、各チャイルドスレッド
６，７，８が処理を実行する際に必要となるメモリ領域
を各スレッド６，７，８毎に予め確保しておき、各スレ
ッド６，７，８に処理を実行させる際に対応するメモリ
領域を割り当てるようにしてもよい。また、上記実施例
１では、マザースレッド１８がその都度チャイルドスレ
ッド６，７，８を生成するようにしていたが、チャイル
ドスレッド６，７，８を予め生成して待機状態にしてお
いてもよい。

【００６１】以下、図５について詳細に説明する。図５
において、３１はスレッドプール、３２，３３，３４は
それぞれチャイルドスレッド６，７，８が処理を行う際
に必要となるメモリ領域であり、スレッドを実行すべき
関数へのポインタ、その関数への引数、スレッドの優先
度、周期起動型スレッドの場合には、周期及びデッドラ
イン、イベント起動型スレッドの場合には、待つべきイ
ベント（以下、起動イベントという）の種類などの情報
が格納される。なお、各チャイルドスレッド６，７，８
は初期化時には待機状態にある。

【００６２】また、３５はスレッドプール３１を管理す
るスレッドプール管理テーブル、３６は管理テーブルセ
マフォ、３７は待機中のチャイルドスレッド６，７，８
の数を格納する領域、３８はマザースレッド１８の起動
要求をスレッドプール３１に対して知らせる要求セマフ
ォ、３９は起動要求を受けつけたチャイルドスレッド
６，７，８のスレッドＩＤを格納する領域、４０はスレ
ッドプール３１からマザースレッド１８へ要求の受領を
知らせるための受領セマフォ、４１はマザースレッド１
８からスレッドプール３１へ起動命令を伝えるための起
動セマフォである。また、４２はマザースレッド１８以
外にスレッドプール３１を用いるスレッドである。

【００６３】次に動作について説明する。まず、マザー
スレッド１８は、スレッドプール管理テーブル３５への
アクセス権を得るために管理テーブルセマフォ３６にロ
ックをかける（動作１）。そして、管理テーブルセマフ
ォ３６へのロックに失敗した場合には、一定時間後に再
度ロックを試みる。管理テーブルセマフォ３６へのロッ
クに成功した場合には、領域３７に格納されている待機
中のスレッドを確認し（動作２）、“０”であれば起動
不可能として例外処理を行うか、あるいは、一定時間後
に再度起動を試みる。“１”以上であれば要求セマフォ
３８に対してシグナルを送信する（動作３）。

【００６４】また、待機中のチャイルドスレッド６，８
はすべて要求セマフォ３８からのシグナルの到着を待っ
ており、マザースレッド１８からのシグナルは、これら
の待機中のチャイルドスレッド６，８のいずれか１つに
よって受信される。この例の場合では、チャイルドスレ
ッド６によって受信されたものとする。

【００６５】チャイルドスレッド６は、起動を受領した
スレッドが自分であることをマザースレッド１８に知ら
せるため、自分のスレッドＩＤを領域３９に書き込み
（動作５）、その後、受領セマフォ４０にシグナルを送
信し（動作６）、起動セマフォ４１へのシグナルの到着
を待つ。

【００６６】一方、マザースレッド１８は、動作３の終
了後、受領セマフォ４０へのシグナルの到着を待ってお
り、チャイルドスレッド６からのシグナルを受信すると
（動作７）、領域３９から要求を受領したスレッドＩＤ
を読み取る（動作８）。

【００６７】ここで、マザースレッド１８は、予め確保
されているメモリ領域３２に対して起動に必要な情報を
書き込み（動作９）、書き込みが完了すると、起動セマ
フォ４１へシグナルを送信する（動作１０）。チャイル
ドスレッド６は、起動セマフォ４１からシグナルを受信
すると（動作１１）、領域３７の待機中のスレッドの数
を“１”減らし（動作１２）、管理テーブルセマフォ３
６へのロックを解除する（動作１３）。

【００６８】このように、予め各チャイルドスレッド
６，７，８が実行時に必要となるメモリ領域３２，３
３，３４を確保しておくことにより、メモリ領域確保の
繰り返しを原因とするメモリ空間上の不要なメモリが増
加していくという事態は発生しなくなる。従って、ガベ
ージコレクションを行う必要もなくなる。また、予め各
チャイルドスレッド６，７，８を初期化時に生成してお
くことにより、スタック領域の不足を原因とするチャイ
ルドスレッド６，７，８の生成不可という事態は発生し
なくなる。従って、スタック領域が解放されるまで処理
を待機しなければならないという従来の問題点は解消さ
れる。因に、この実施例５は請求項５及び請求項６の発
明に対応している。

【００６９】次に、リアルタイム性を要求されないチャ
イルドスレッドのスレッドプール３１内の構成及び動作
について説明する。図６はスレッドプール３１内のチャ
イルドスレッドが有する起動情報の構成図である。実行
すべき関数へのポインタ、その関数への起動要求をだし
たマザースレッド１８からの引数、実行の優先度が含ま
れている。また、図７はスレッドプール３１内のチャイ
ルドスレッドの動作を示すフローチャートであり、マザ
ースレッド１８、あるいは他のスレッド４２から終了の
割り込みがかかると、ステップＳＴ１１に制御を移す。

【００７０】次に、周期起動型スレッドのスレッドプー
ル３１内の構成及び動作について説明する。図８はスレ
ッドプール３１内のチャイルドスレッドが有する起動情
報の構成図である。一周期ごとに実行すべき関数へのポ
インタ、その関数への起動要求をだしたマザースレッド
１８からの引数、実行の優先度、起動の周期、一周期あ
たりの処理のデッドラインが含まれている。また、図９
はスレッドプール３１内のチャイルドスレッドの動作を
示すフローチャートであり、マザースレッド１８、ある
いは他のスレッド４２が実行中の周期起動型スレッドを
停止させる場合には、各周期起動型スレッドの持つ終了
フラグを立てる。各周期起動型スレッドはその一周期ご
とに終了フラグをチェックし、それが立っていれば処理
を終了し、待機状態に戻る。

【００７１】次に、イベント起動型スレッドのスレッド
プール３１内の構成及び動作について説明する。図１０
はスレッドプール３１内のチャイルドスレッドが有する
起動情報の構成図である。イベントが発生したときに実
行すべき関数へのポインタ、その関数への起動要求をだ
したマザースレッド１８からの引数、実行の優先度、起
動イベントに関する情報、処理のデッドラインが含まれ
ている。また、図１１はスレッドプール３１内のチャイ
ルドスレッドの動作を示すフローチャートである。マザ
ースレッド１８、あるいは他のスレッド４２がイベント
待ちをしているイベント起動型スレッドを待機状態にす
る場合には、そのスレッドに対して終了イベントを送信
する。終了イベントを受信したスレッドは待機状態に戻
る。

【００７２】スレッドプール３１内の各チャイルドスレ
ッド６，７，８に、リアルタイム性を要求されないスレ
ッド、周期起動型スレッド、イベント起動型スレッドの
いずれの動作をも行わせるようにすることができる。マ
ザースレッド１８からスレッドプール３１内の各チャイ
ルドスレッド６，７，８へ受け渡す起動情報の中に起動
するスレッドの種類を含ませる。スレッドプール３１内
のチャイルドスレッド６，７，８はこの情報に基づき行
う処理を決定する。また、図１２はスレッドプール３１
内の各チャイルドスレッド６，７，８がもつ起動情報の
構成図であり、図１３はスレッドプール３１内の各チャ
イルドスレッドの動作を示すフローチャートである。

【００７３】ここで、スレッドプール３１内の数をｎと
する。クライアント２から送られるスレッドの起動要求
（要求メッセージ）によってこれらのスレッドに処理が
受け渡される。あるイベントが生じた場合の緊急通知を
行うスレッドの数の上限をｎ₁ 、現在起動されている数
をｉ₁ 、サンプルデータの周期的な転送を行うスレッド
の数の上限をｎ₂ 、現在起動されている数をｉ₂ 、ある
イベントが生じた場合の任意期間のサンプルデータの転
送を行うスレッドの数の上限をｎ₃ 、現在起動されてい
る数をｉ₃ とする。また、下記の関係があるとする。ｎ₁ ＋ｎ₂ ＋ｎ₃ ＞ｎｎ₁ ≦ｎｎ₂ ≦ｎｎ₃ ≦ｎ

【００７４】この場合において、ｉ₁ ，ｉ₂ が小さく、
下記の関係がある場合には、任意期間のサンプルデータ
の転送を行うスレッドを最大数ｎ₃ まで起動することが
できる。ｉ₁ ＋ｉ₂ ＋ｉ₃ ≦ｎ・・・（１）そして、緊急通知を行うスレッドや周期転送を行うスレ
ッドの起動要求がクライアント２から送られて式（１）
の関係を満たさなくなった場合には、これを満たすよう
に任意期間のサンプルデータの転送を行うスレッドのい
くつかを中断あるいは終了させる。

【００７５】実施例６．図１４はリングバッファ１３及
びディスク１５に対して複数のスレッドが書き込み及び
読み出しを行う動作を説明する構成図である。以下、リ
ングバッファ１３等をアクセスするスレッドの機能に応
じて説明する。

【００７６】書き込みスレッドまず、周期起動型スレッド１２（書き込みスレッド）
は、リングバッファ１３へ周期ごとに書き込みを行う。
書き込まれるリングバッファ１３のインデックスは書き
込みごとに一つずつ移動する。ここで、周期起動型スレ
ッド１２が現在書き込みを行っているインデックス（図
中、×で示してあるインデックス）を格納する領域５１
が予め用意されている。また、領域５１は複数のスレッ
ドからアクセスされるため、領域５１の相互排除のため
セマフォ５２が設けられている。

【００７７】そして、周期起動型スレッド１２は書き込
み中に、他のスレッドが書き込み中のインデックスにア
クセスするのを防止すべく、書き込むインデックスを変
えるごとに、領域５１にそのインデックスを書き込む。
なお、各スレッドの領域５１へのアクセスに要する時間
は小さく、またセマフォ５２に優先度承継機能を持たせ
ているので、各スレッドがセマフォ５２の獲得のために
長い時間待たされることはない。

【００７８】バックアップスレッド周期起動型スレッド１４（バックアップスレッド）はリ
ングバッファ１３上のサンプルデータを、それらが失わ
れないうちにディスク１５へ格納する。ディスク１５上
にはバックアップ用のファイルがいくつか用意され、各
スレッドからは図に示すように、リング状に配置されて
いるように見ることができる。周期起動型スレッド１４
は、リングバッファ１３上に対して周期起動型スレッド
１２が書き込んでいるインデックスのサンプルデータよ
りある程度遅れた時刻のサンプルデータを一度にいくつ
かまとめてディスクに転送する。

【００７９】周期スレッド１２及び周期スレッド１４が
アクセスするリングバッファ１３上のインデックスの移
動の速度は等しく、また、周期スレッド１４は周期スレ
ッド１２が書き込みを行っているインデックスから十分
はなれたインデックスを読み出すので、周期スレッド１
２及び周期スレッド１４が同じインデックスを同時にア
クセスすることはない。また、ディスク１５上のファイ
ルには、各ファイルに定められた容量まで書き込み、そ
の容量に達するとそのファイルをクローズし、次のファ
イルへの書き込みを始める。

【００８０】ここで、ディスク１５に対しても、現在書
き込みを行っているファイルに関する領域５３を用意す
るとともに、領域５３の相互排除のためセマフォ５４を
設けている。領域５３の格納する情報は、現在書き込み
が行われているファイルの番号とそのファイル上にある
最も過去のサンプルデータの時刻である。従って、周期
起動型スレッド１４は、現在書き込みを行っているファ
イルの番号を領域５３に書き込むようにしている。ま
た、新しいファイルに書き込みを始める際には、そのフ
ァイルに書き込んだ最初のサンプルデータの時刻を領域
５３に書き込むようにしている。

【００８１】周期的な読み出しを行うスレッド例えば、チャイルドスレッド７が周期起動型スレッドの
場合、チャイルドスレッド７は、一周期ごとに、リング
バッファ１３上に格納されている最新のサンプルデータ
を読み出す。チャイルドスレッド７はその周期ごとに領
域５１の内容を読み出し、現在周期起動型スレッド１２
が書き込みを行っているインデックスの１つ手前のイン
デックス（図中、○で示してあるインデックス）の内容
を読み出す。

【００８２】任意期間の読み出しを行うスレッド例えば、チャイルドスレッド８が任意期間の読み出しを
行うスレッドの場合、チャイルドスレッド８は、任意時
刻から任意時刻までのサンプルデータを任意の間隔で読
み出す。要求されたサンプルデータのうちリングバッフ
ァ１３及びディスク１５上にないものがある場合には、
リングバッファ１３及びディスク１５上にあるサンプル
データのみを読み出しに先行して、そのサンプルデータ
をリングバッファ１３から読み出すべきか、ディスク１
５から読み出すべきかを決定する。

【００８３】領域５３に格納されている現在書き込まれ
ているファイル上の最も過去のサンプルデータの時刻
と、読み出すべきサンプルデータの時刻を比較する。後
者の方が過去のものであれば、既にディスク１５上から
失われているほどの過去のサンプルデータでない限り、
ディスク１５から読み出す。後者が前者と同じ、あるい
は後者の方が前者より新しい時刻であれば、領域５１の
示すインデックスに格納されているサンプルデータより
新しい時刻でない限り、リングバッファ１３から読み出
す（図中、△で示してあるインデックス）。

【００８４】このように、実施例６によれば、ＦＩＦＯ
キュー１１により受信されたサンプルデータをリングバ
ッファ１３に格納中に、チャイルドスレッド７，８から
所定のアドレスに格納されているサンプルデータの読み
込み要求があった場合、現在サンプルデータを格納して
いるアドレスよりも手間のアドレスの内容に限り読み出
せるようにしているので、即ち、読み込み要求に係るア
ドレスが現在サンプルデータを格納しているアドレスと
一致するときはその読み込み要求を却下するようにして
いるので、同じデータを同時に読み書きすることによっ
て生じるデータ内容の矛盾を防止しつつデータの読み書
きの並列処理が可能になり、その結果、高速に処理を行
うことができる効果がある。因に、この実施例６は請求
項７の発明に対応している。

【００８５】実施例７．上記実施例１〜６では、周期起
動型スレッドの処理の終了については特に言及しなかっ
たが、周期起動型スレッドが起動後所定時刻経過しても
処理を終了しない場合には、その処理を中断させて獲得
している資源を解放させるようにしてもよい。これによ
り、上記実施例１〜６であれば、ある周期起動型スレッ
ドの処理が複雑である等のため処理時間内に処理が終了
しない場合には、リアルタイム性を要求される他の周期
起動型スレッドの処理の開始が遅れる等の不具合があっ
たが、他の周期起動型スレッドを所定の起動周期毎に確
実に起動できるようになる。

【００８６】図１５はこの発明の実施例７によるマルチ
スレッド・サーバを示す構成図であり、図において、６
１はマザースレッド１８が生成するチャイルドスレッド
６，７，８等のうち、周期的に起動される周期起動型ス
レッド７，１２，１４の起動及び終了を管理するタイマ
スレッドであり、そのタイマスレッド６１は所定の起動
周期毎にその周期起動型スレッド７，１２，１４を起動
させるとともに、その周期起動型スレッド７，１２，１
４が起動後、所定時刻（デッドライン）経過しても処理
を終了しない場合には、その処理を中断させて獲得して
いる資源を解放させる機能を有している。６２は各スレ
ッドの情報を格納するスレッド管理テーブル（資源）で
ある（図１６参照）。

【００８７】次に動作について説明する。まず、スレッ
ド管理テーブル６２には、図１６に示すように、当該ス
レッドが周期起動型スレッドであるか否かを示すＵフラ
グ、当該スレッドが周期毎の処理を実行中であるか否か
を示すＥフラグ、当該スレッドの起動時刻までの時間を
タイマスレッド６１の起動回数（例えば、タイマスレッ
ド６１の起動周期が１００ｍｓであって、スレッドの起
動時刻までの時間が２００ｍｓであれば、起動回数は２
回となる）で示すＵＳフィールド（既に起動されている
場合には負の値になる）、当該スレッドの次の起動まで
の時間をタイマスレッド６１の起動回数で示すＵＷフィ
ールド、当該スレッドのデッドラインまでの時間をタイ
マスレッド６１の起動回数示すＵＤフィールド、当該ス
レッドの周期を格納する周期フィールド、当該スレッド
のデッドラインを格納するデッドラインフィールドが記
憶されている。

【００８８】そして、スレッド管理テーブル６２に記憶
されている各スレッドの情報は、マザースレッド１８が
管理しており、具体的には、マザータスク１８が要求メ
ッセージにしたがってチャイルドスレッドを生成等する
ときに、そのチャイルドスレッドの情報をスレッド管理
テーブル６２に登録する。一方、当該スレッドの消滅、
停止要求等を受けるとそのスレッドの登録を抹消する。

【００８９】従って、スレッド管理テーブル６２の記憶
内容を解読すれば、どのスレッドが周期起動型のスレッ
ドであるか否か、当該スレッドの起動周期、当該スレッ
ドのデッドライン等の情報を得ることができることにな
るので、タイマスレッド６１は、周期起動型スレッドの
起動周期に比べて極めて短い周期毎にスレッド管理テー
ブル６２の記憶内容を解読する。

【００９０】そして、タイマスレッド６１は、ある周期
起動型スレッドが起動時刻に到達していれば、その周期
起動型スレッドに対して起動シグナルを通知することに
より、その周期起動型スレッドを起動させる。また、そ
の周期起動型スレッドが起動してから所定時刻経過して
も処理が終了しない場合には、その周期起動型スレッド
にタイムアウトを通知することにより、その周期起動型
スレッドの処理を強制的に中断させるとともに、他の周
期起動型スレッドの処理を妨げないために、その周期起
動型スレッドが獲得している資源を解放させるなどの必
要なタイムアウト処理を実行させる。

【００９１】このように、実施例７によれば、タイマス
レッド６１が、周期起動型スレッドが起動後所定時刻経
過しても処理を終了しない場合には、その処理を中断さ
せて獲得している資源を解放させるようにしているの
で、ある周期起動型スレッドの処理が複雑である等のた
め処理時間内に処理が終了しない場合でも、他の周期起
動型スレッドの起動に影響が及ぶことがなく、周期起動
型スレッドのリアルタイム性を確保することができる。
因に、この実施例７は請求項８の発明に対応している。

【００９２】実施例８．上記実施例７では、各スレッド
間の共有資源であるスレッド管理テーブル６２に対する
読み書きの相互排除について特に言及しなかったが、ス
レッド管理テーブル６２は各スレッド間の共有資源であ
るため、複数のスレッドが同一のデータを同時に読み書
きする場合が考えられる。そして、同一データの同時読
み書きがなされた場合には、その影響でデータ内容に矛
盾が生じる場合があるので、読み書きに対して相互排除
の必要性がある。例えば、タイマスレッド６１がスレッ
ド管理テーブル６２の内容を読み込み中に、周期起動型
スレッド等がスレッド管理テーブル６２の内容を書き換
えてしまうと、タイマスレッド６１は正しいデータが得
られなくなる場合がある。

【００９３】そこで、相互排除の方法として、スレッド
がセマフォを獲得した場合に限りスレッド管理テーブル
６２に対して読み書きできるようにする手法が考えられ
るが、単にセマフォの獲得だけを読み書きできる条件と
すると、例えば下記に示すような不具合を生じる場合が
ある。即ち、タイマスレッド６１より優先度の低いスレ
ッド７等がセマフォを獲得しているためにそのタイマス
レッド６１が待ち状態になっている場合、タイマスレッ
ド６１がセマフォを獲得して起動するためには、その優
先度の低いスレッド７等が処理を終了してセマフォを解
放しなければならないが、そのスレッド７等は優先度が
低いために、他のスレッドの処理が終了するのを待つ待
機状態になる場合があり、この場合、スレッド７等は処
理を終了することができないためセマフォを解放するこ
とができず、その結果、タイマスレッド６１が起動でき
ないという不具合を生じることがある。因に、タイマス
レッド６１は、他のスレッドの起動等を管理するスレッ
ドであるため、マザースレッド１８や周期起動型スレッ
ド等よりも優先度が高く設定されている。

【００９４】この実施例８は、上記のような不具合を解
消しつつスレッド管理テーブル６２に対する読み書きの
相互排除を行うものであり、実施例８の構成を下記に示
す。即ち、この実施例８では、図１６に示すように、ス
レッド管理テーブル６２に対する読み書きの相互排除を
行うためにセマフォ６３，６４を設けるとともに、タイ
マスレッド６１より優先度の低いスレッド７等がそのセ
マフォ６３，６４を獲得しているためにそのタイマスレ
ッド６１が待ち状態になっている場合、一時的にその優
先度の低いスレッド７等の優先度をそのタイマスレッド
６１の優先度と同一にする優先度継承機能をセマフォ６
３，６４に持たせるようにしたものである。

【００９５】これにより、本来優先度の低いスレッド７
等の優先度が、優先度の高いタイマスレッド６１の優先
度と一時的に同一になるため、優先度の関係で他のスレ
ッドの処理の実行に伴ってスレッド７等が待機状態にな
る場合がほとんどなくなり、その結果、スレッド７等の
処理が速やかに行われてセマフォ６３，６４が解放され
るので、タイマスレッド６１は速やかにセマフォ６３，
６４を獲得できるようになる。従って、周期起動型スレ
ッドのリアルタイム性を確保できるとともに、装置の信
頼性が向上する。

【００９６】ここで、図１７はタイマスレッド６１の動
作を示すフローチャートであり、その動作を簡単に説明
すると、タイマスレッド６１は、周期起動型スレッドの
起動時刻、周期、デッドラインを表す時間の粒度（最小
単位）を周期として起動される。例えば、起動時刻、周
期、デッドラインがすべて１００ｍｓ単位で表されるも
のであれば、タイマスレッド６１は、１００ｍｓ周期で
起動する。そして、タイマスレッド６１は各周期毎に起
動され、ステップＳＴ５１でＵフラグを読み取るために
セマフォ６３を獲得し、ステップＳＴ６７及びステップ
ＳＴ７２でＥフラグを読み取るためのセマフォ６４を獲
得する。また、ステップＳＴ５３でセマフォ６３を解放
し、ステップＳＴ６９及びステップＳＴ７４でセマフォ
６４を解放する。

【００９７】次に、図１８はマザースレッド１８がスレ
ッド管理テーブル６２に周期起動型スレッドを登録する
動作を示すフローチャートであり、その動作を簡単に説
明すると、ステップＳＴ８１でセマフォ６３を獲得した
のちステップＳＴ８２でＵフラグの読み取りを行い、ス
テップＳＴ８３でセマフォ６３を解放する（以下、ステ
ップＳＴ８１〜８３の間をクリティカルセクションＵ１
という）。また、ステップＳＴ８６でセマフォ６３を獲
得したのちステップＳＴ８７でＵフラグの書き込み読み
を行い、ステップＳＴ８８でセマフォ６３を解放する
（以下、ステップＳＴ８６〜８８の間をクリティカルセ
クションＵ２という）。

【００９８】次に、図１９はマザースレッド１８がスレ
ッド管理テーブル６２から周期起動型スレッドの登録を
削除する動作を示すフローチャートであり、その動作を
簡単に説明すると、ステップＳＴ９１でセマフォ６３を
獲得したのちステップＳＴ９２でＵフラグの書き込みを
行い、ステップＳＴ９３でセマフォ６３を解放する（以
下、ステップＳＴ９１〜９３の間をクリティカルセクシ
ョンＵ３という）。

【００９９】次に、図２０は各周期起動型スレッドの動
作を示すフローチャートであり、その動作を簡単に説明
すると、ステップＳＴ１０３でセマフォ６４を獲得した
のちステップＳＴ１０４でＥフラグの書き込みを行い、
ステップＳＴ１０５でセマフォ６４を解放する（以下、
ステップＳＴ１０３〜１０５の間をクリティカルセクシ
ョンＥ１という）。また、ステップＳＴ１１１でセマフ
ォ６４を獲得したのちステップＳＴ１１２でＥフラグの
書き込み読みを行い、ステップＳＴ１１３でセマフォ６
４を解放する（以下、ステップＳＴ１１１〜１１３の間
をクリティカルセクションＥ２という）。

【０１００】以上で明らかなように、タイマスレッド６
１が起動時に、優先度の低いスレッド（マザースレッド
１８、周期起動型スレッド）によって待たされる時間
は、セマフォ６３，６４が優先度継承機能を有している
ので、最も待たされる場合でも、クリティカルセクショ
ンＵ１，Ｕ２，Ｕ３のうちの何れか１つを実行するのに
要する時間と、クリティカルセクションＥ１，Ｅ２のう
ちの何れか一方の実行に要する時間とを加えた時間に限
られる。また、その加えた時間は、高々フラグ２個の読
み書きに要する時間であって、タイマスレッド６１が行
うすべての処理に比べて極めて短い時間であり、無視で
きる程度の時間である。因に、この実施例８は請求項９
の発明に対応している。

【０１０１】実施例９．上記実施例８では、Ｕフラグま
たはＥフラグの全体にセマフォ６３，６４を設けたもの
について示したが、図２１に示すように、スレッド管理
テーブル６２を使用しているか否かを示すＳフラグ及び
そのＳフラグを読み書きするためのセマフォ６５を各ス
レッド毎に設け、そして、タイマスレッド６１より優先
度の低いスレッド７等が当該セマフォ６５を獲得してい
るためにそのタイマスレッド６１が待ち状態になってい
る場合、一時的にその優先度の低いスレッド７等の優先
度をそのタイマスレッド６１の優先度と同一にする優先
度継承機能をセマフォ６５に持たせるようにしてもよ
く、上記実施例８と同様の効果を奏する。因に、この実
施例９は請求項１０の発明に対応している。

【０１０２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、第２の受信部により保持された要求メッセージを順
次取り出し、その要求メッセージの内容に応じた処理を
第１の受信部が受信してメモリに格納したサンプルデー
タに基づいて行うように構成したので、要求メッセージ
を受信している途中であっても、サンプルデータを受信
してメモリに格納できるようになり、その結果、サンプ
ル処理をその時間上の制約を保って行うことができる効
果がある。

【０１０３】請求項２の発明によれば、処理実行部の処
理結果を一時的に保持するとともに、複数の処理結果を
保持した場合には優先度の高い処理結果から順次外部装
置に対して送信するように構成したので、高速性の要求
される処理結果から順次送信できるようになり、その結
果、外部装置の要求を十分満足できるようになる効果が
ある。

【０１０４】請求項３の発明によれば、処理実行部の処
理結果を外部装置に対して送信する処理を行う際に、他
の処理と競合する場合、該他の処理より優先度が高いと
きのみ処理を行うように構成したので、処理結果を外部
装置へ送信する処理よりも、高速性の要求される処理が
ある場合には、その高速性の要求される処理を優先して
処理ができるようになる効果がある。

【０１０５】請求項４の発明によれば、第２の受信部が
複数の要求メッセージを保持している場合、優先度の高
い要求メッセージから順次取り出すように構成したの
で、要求メッセージの欠損を防止できるとともに、高速
性の要求される要求メッセージに対する処理から行うこ
とができる効果がある。

【０１０６】請求項５の発明によれば、各スレッドが処
理を実行する際に必要となるメモリ領域を各スレッド毎
に予め確保しておき、各スレッドに処理を実行させる際
に対応するメモリ領域を割り当てるように構成したの
で、ガベージコレクションを行う必要がなくなり、その
結果、ガベージコレクションを原因とする要求メッセー
ジに対する応答が妨げられるという事態が発生しなくな
る効果がある。

【０１０７】請求項６の発明によれば、処理に必要とな
るスレッドを予め生成し、待機状態にしておくように構
成したので、スタック領域の不足を理由に、要求メッセ
ージに対する処理が遅延するのを防止できる効果があ
る。

【０１０８】請求項７の発明によれば、第１の受信部に
より受信されたサンプルデータをメモリに格納中に、処
理実行部から所定のアドレスに格納されているサンプル
データの読み込み要求があった場合、その読み込み要求
に係るアドレスが、現在サンプルデータを格納している
アドレスと一致するときのみその読み込み要求を却下す
るように構成したので、同じデータを同時に読み書きす
ることによって生じるデータ内容の矛盾を防止しつつデ
ータの読み書きの並列処理が可能になり、その結果、高
速に処理を行うことができる効果がある。

【０１０９】請求項８の発明によれば、所定の起動周期
毎に周期起動型スレッドを起動させるとともに、その周
期起動型スレッドが起動後所定時刻経過しても処理を終
了しない場合には、その処理を中断させて獲得している
資源を解放させるタイマスレッドを設けるように構成し
たので、他の周期起動型スレッドを所定の起動周期毎に
確実に起動できるようになり、周期起動型スレッドのリ
アルタイム性を確保できる効果がある。

【０１１０】請求項９の発明によれば、タイマスレッド
より優先度の低いスレッドがセマフォを獲得しているた
めにそのタイマスレッドが待ち状態になっている場合、
一時的にその優先度の低いスレッドの優先度をそのタイ
マスレッドの優先度と同一にする優先度継承機能をその
セマフォに持たせるように構成したので、同じデータを
同時に読み書きすることによって生じるデータ内容の矛
盾を防止しつつ、タイマスレッドが速やかにセマフォを
獲得できる結果、周期起動型スレッドのリアルタイム性
を確保できるとともに、装置の信頼性が向上する効果が
ある。

【０１１１】請求項１０の発明によれば、共有資源を使
用しているか否かを示すフラグ及びそのフラグを読み書
きするためのセマフォを各スレッド毎に設けるととも
に、タイマスレッドより優先度の低いスレッドが当該セ
マフォを獲得しているためにそのタイマスレッドが待ち
状態になっている場合、一時的にその優先度の低いスレ
ッドの優先度をそのタイマスレッドの優先度と同一にす
る優先度継承機能をそのセマフォに持たせるように構成
したので、同じデータを同時に読み書きすることによっ
て生じるデータ内容の矛盾を防止しつつ、タイマスレッ
ドが速やかにセマフォを獲得できる結果、周期起動型ス
レッドのリアルタイム性を確保できるとともに、装置の
信頼性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるマルチスレッド・サ
ーバを示す構成図である。

【図２】実施例２における送信部の詳細を示す構成図で
ある。

【図３】実施例３における送信部の詳細を示す構成図で
ある。

【図４】実施例４における第２の受信部の詳細を示す構
成図である。

【図５】スループット機構の構成を示す構成図である。

【図６】スレッドプール３１内のチャイルドスレッドが
有する起動情報の構成図である。

【図７】スレッドプール３１内のチャイルドスレッドの
動作を示すフローチャートである。

【図８】スレッドプール３１内のチャイルドスレッドが
有する起動情報の構成図である。

【図９】スレッドプール３１内のチャイルドスレッドの
動作を示すフローチャートである。

【図１０】スレッドプール３１内のチャイルドスレッド
が有する起動情報の構成図である。

【図１１】スレッドプール３１内のチャイルドスレッド
の動作を示すフローチャートである。

【図１２】スレッドプール３１内のチャイルドスレッド
が有する起動情報の構成図である。

【図１３】スレッドプール３１内のチャイルドスレッド
の動作を示すフローチャートである。

【図１４】リングバッファ１３及びディスク１５に対し
て複数のスレッドが書き込み及び読み出しを行う動作を
説明する構成図である。

【図１５】この発明の実施例７によるマルチスレッド・
サーバを示す構成図である。

【図１６】スレッド管理テーブルの内容を説明する説明
図である。

【図１７】タイマスレッドの動作を示すフローチャート
である。

【図１８】マザースレッドがスレッド管理テーブルに周
期起動型スレッドを登録する動作を示すフローチャート
である。

【図１９】マザースレッドがスレッド管理テーブルから
周期起動型スレッドの登録を削除する動作を示すフロー
チャートである。

【図２０】各周期起動型スレッドの動作を示すフローチ
ャートである。

【図２１】スレッド管理テーブルの内容を説明する説明
図である。

【図２２】従来のマルチスレッド・サーバを示す構成図
である。

【図２３】従来の送信部の詳細を示す構成図である。

【符号の説明】

１プラント２クライアント（外部装置）３ネットワーク（外部装置）６、７、８チャイルドスレッド（処理実行部）１１ＦＩＦＯキュー（第１の受信部）１３リングバッファ（メモリ）１５ディスク（メモリ）１６レシーバ（第２の受信部）１７ＦＩＦＯキュー（第２の受信部）１８マザースレッド（処理実行部）１９ＦＩＦＯキュー（送信部）２０、２１トランスミッタ（送信部）２１ａ、２１ｂ、２１ｃ送信スレッド（送信部）３２、３３、３４メモリ領域６１タイマスレッド６２スレッド管理テーブル（資源）６３〜６５セマフォ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラント等からサンプルデータを受信す
る第１の受信部と、上記第１の受信部により受信された
サンプルデータを格納するメモリと、外部装置から要求
メッセージを受信するとともに、その要求メッセージを
保持する第２の受信部と、上記第２の受信部により保持
された要求メッセージを順次取り出し、その要求メッセ
ージの内容に応じた処理を上記メモリに格納されたサン
プルデータに基づいて行う処理実行部と、上記処理実行
部の処理結果を一時的に保持したのち、その処理結果を
上記外部装置に対して送信する送信部とを備えたマルチ
スレッド・サーバ。
【請求項２】プラント等からサンプルデータを受信す
る第１の受信部と、上記第１の受信部により受信された
サンプルデータを格納するメモリと、外部装置から要求
メッセージを受信するとともに、その要求メッセージを
保持する第２の受信部と、上記第２の受信部により保持
された要求メッセージを順次取り出し、その要求メッセ
ージの内容に応じた処理を上記メモリに格納されたサン
プルデータに基づいて行う処理実行部と、上記処理実行
部の処理結果を一時的に保持するとともに、複数の処理
結果を保持した場合には優先度の高い処理結果から順次
上記外部装置に対して送信する送信部とを備えたマルチ
スレッド・サーバ。
【請求項３】上記送信部は、上記処理実行部の処理結
果を上記外部装置に対して送信する処理を行う際に、他
の処理と競合する場合、該他の処理より優先度が高いと
きのみ処理を行うことを特徴とする請求項１または請求
項２記載のマルチスレッド・サーバ。
【請求項４】上記処理実行部は、上記第２の受信部が
複数の要求メッセージを保持している場合、優先度の高
い要求メッセージから順次取り出すことを特徴とする請
求項１または請求項２記載のマルチスレッド・サーバ。
【請求項５】上記処理実行部は、各スレッドが処理を
実行する際に必要となるメモリ領域を各スレッド毎に予
め確保しておき、各スレッドに処理を実行させる際に対
応するメモリ領域を割り当てることを特徴とする請求項
１または請求項２記載のマルチスレッド・サーバ。
【請求項６】上記処理実行部は、処理に必要となるス
レッドを予め生成し、待機状態にしておくことを特徴と
する請求項１または請求項２記載のマルチスレッド・サ
ーバ。
【請求項７】上記メモリは、上記第１の受信部により
受信されたサンプルデータを格納中に、上記処理実行部
から所定のアドレスに格納されているサンプルデータの
読み込み要求があった場合、その読み込み要求に係るア
ドレスが、現在サンプルデータを格納しているアドレス
と一致するときのみその読み込み要求を却下することを
特徴とする請求項１または請求項２記載のマルチスレッ
ド・サーバ。
【請求項８】上記処理実行部が生成するスレッドの
ち、周期的に起動される周期起動型スレッドの起動及び
終了を管理するタイマスレッドを設け、そのタイマスレ
ッドは所定の起動周期毎にその周期起動型スレッドを起
動させるとともに、その周期起動型スレッドが起動後所
定時刻経過しても処理を終了しない場合には、その処理
を中断させて獲得している資源を解放させることを特徴
とする請求項１または請求項２記載のマルチスレッド・
サーバ。
【請求項９】上記処理実行部が生成するスレッドと上
記タイマスレッド間の共有資源に対する読み書きの相互
排除を行うためにセマフォを設けるとともに、上記タイ
マスレッドより優先度の低いスレッドがそのセマフォを
獲得しているためにそのタイマスレッドが待ち状態にな
っている場合、一時的にその優先度の低いスレッドの優
先度をそのタイマスレッドの優先度と同一にする優先度
継承機能を上記セマフォに持たせたことを特徴とする請
求項８記載のマルチスレッド・サーバ。
【請求項１０】上記処理実行部が生成するスレッドと
上記タイマスレッド間の共有資源に対する読み書きの相
互排除を行うために、当該共有資源を使用しているか否
かを示すフラグ及びそのフラグを読み書きするためのセ
マフォを各スレッド毎に設けるとともに、上記タイマス
レッドより優先度の低いスレッドが当該セマフォを獲得
しているためにそのタイマスレッドが待ち状態になって
いる場合、一時的にその優先度の低いスレッドの優先度
をそのタイマスレッドの優先度と同一にする優先度継承
機能を上記セマフォに持たせたことを特徴とする請求項
８記載のマルチスレッド・サーバ。