プロトスレッド

プロトスレッドは、並行プログラミングのためのオーバーヘッドの少ないメカニズムです。

プロトスレッドは、スタックレス、軽量スレッド、またはコルーチンとして機能し、プロトスレッドごとに最小限のメモリ (1 バイト程度) を使用して、ブロッキング コンテキストを安価に提供します。

プロトスレッドは、協調的マルチタスクと呼ばれるプリエンプトされない同時実行形式を実現するために使用され、そのため、別のスレッドに譲るときにコンテキスト スイッチは発生しません。プロトスレッド内では、スレッドの関数内でDuff のデバイスを使用し、 switch ステートメント内で使用される外部変数を使用することで譲り合いが行われます。これにより、別の関数呼び出し時に譲り合いからジャンプ (再開) できます。スレッドをブロックするために、これらの譲り合いを条件によってガードして、ガード条件が true でない限り、同じ関数への連続呼び出しが譲り合うようにする ことができます。

プロトスレッドは、コルーチンや適切なスレッドの他の実装に比べてスタックレスであるという特徴があります。これには利点と欠点があります。欠点は、プロトスレッド内のローカル変数は、別のコンテキストに渡って値が保持されているとは信頼できないことです。静的変数または外部変数、多くの場合グローバル変数を使用して状態を保持する必要があります。^[1]利点は、非常に軽量であるため、他のソリューションが非実用的または望ましくない、小型マイクロコントローラなどのメモリに厳しい制約のあるシステムで役立つことです。

ダフデバイスで有名なトム・ダフは、この方法の欠点について次のように述べています。「割り込み駆動型ステートマシンの同様のトリックですが、詳しく説明するのはあまりにもひどいです。[...] コルーチンを複数同時にアクティブ化するのは簡単ではなく、この方法を使用してコルーチンがトップレベルルーチン以外の場所で制御を放棄することは不可能であるため、これが適切な汎用コルーチン実装であるとは決して思いませんでした。単純なアセンブリ言語のスタック切り替えライブラリを使用すると、これらの両方を行うことができます。」^[2]

プロトスレッドのコンセプトは、サイモン・タサム^[4]とトム・ダフ^[2]による先行研究に基づいて、アダム・ダンケルズとオリバー・シュミット^[3]によって開発されました。

• コルーチン
• マイクロスレッド

• Contikiで使用される C の Protothread ライブラリ
• センサーノードプログラミングのための Protothreads の使用 Protothreads の使用に関する詳細な説明が記載された PDF
• GCC を必要とする Protothread ライブラリには、UNIX カーネル( POSIX条件変数の簡略化された形式)をモデルにしたスレッド スケジューラが含まれています。このソース ベースには、複数の CPU コア (プロセッサ) をサポートするバージョンも含まれています。
• eigenclass.orgはプロトスレッドとPOSIXスレッドを比較し、速度が400倍向上したことを発見しました[1] Archive.orgから2014年10月に取得
• C++ プロトスレッド
• Symbian C++ プロトスレッド実装