タスクローカル変数を使用する

このサンプルアプリケーションを再プログラミングする手順は、以下にあります。

(* task-local GVL, object name: "Tasklocals" *)
VAR_GLOBAL
        g_diaData : ARRAY [0..99] OF DINT;
END_VAR

PROGRAM ReadData
VAR
        diIndex : DINT;
        bTest : BOOL;
        diValue : DINT;
END_VAR
bTest := TRUE;
diValue := TaskLocals.g_diaData[0];
FOR diIndex := 0 TO 99 DO
    bTest := bTest AND (diValue = Tasklocals.g_diaData[diIndex]);
END_FOR

PROGRAM WriteData
VAR
        diIndex : DINT;
        diCounter : DINT;
END_VAR
diCounter := diCounter + 1;
FOR diIndex := 0 TO 99 DO
        Tasklocals.g_diaData[diIndex] := diCounter;
END_FOR

プログラム WriteData と ReadData さまざまなタスクによって呼び出されます。

プログラム中 WriteData 配列になります g_diaData 値でいっぱい。プログラム ReadData 配列の値が期待どおりかどうかをテストします。この場合、変数は次のようになります。 bTest 結果として TRUE。

テストされている配列データは変数に関するものです g_diaData オブジェクト内 Tasklocals タイプの Globale Variablenliste (tasklokal) 宣言した。これにより、コンパイラーでのデータアクセスが同期され、アクセスするプログラムが異なるタスクから呼び出された場合でも、データはサイクル整合性が保証されます。サンプルプログラムでは、これは具体的には変数が test プログラムで ReadData いつも TRUE は。

変数の場合 g_diaData この例では、グローバル変数リストとしてのみ宣言されています。テスト、つまり変数 test プログラムで ReadData、より頻繁に FALSE 配達。この場合、 FOR-ループは他のタスクによって中断される可能性があります。または、両方のタスクが同時に実行される可能性があります（マルチコアコントローラー）。したがって、リーダーがリストを読んでいる間に、ライターが値を変更する可能性があります。

グローバルタスクローカル変数リストを宣言するときは、次の点に注意してください。

書き込み許可のないタスクでの書き込みアクセスは、コンパイラーによってエラーとして報告されます。ただし、書き込み権が侵害されている場所をすべて特定することはできません。コンパイラーは、静的呼び出しのみをタスクに割り当てることができます。ただし、たとえば、ポインタまたはインタフェースを介して機能ブロックを呼び出すことは、タスクに割り当てられません。これは、書き込みアクセスもそこに記録されないことを意味します。さらに、ポインターはタスクローカル変数を指すことができます。このようにして、データは読み取りタスクで操作できます。この場合、ランタイムエラーも発行されません。ただし、ポインタを介してアクセスするときに変更された値は、変数の共通参照にコピーされません。

変数は、異なるアドレスの各タスクのリストにあります。つまり、読み取りアクセスの場合： ADR(variable name) タスクごとに異なるアドレスを返します。

同期メカニズムは、次のことを保証します。

ただし、この方法を使用して、読み取りタスクが書き込みタスクのコピーを確実に受信する時点を決定することはできません。原則として、コピーは発散する可能性があります。上記の例では、書き込まれたすべてのコピーがリーダーによって一度編集されるとは限りません。たとえば、読み取りタスクは同じ配列を数サイクル処理したり、配列の内容は2サイクルの間で1つ以上の値を「スキップ」したりできます。両方が発生する可能性があり、考慮する必要があります。

書き込みタスクは、各読み取りタスクによる共通参照への2つのアクセス間の1サイクルの間保持できます。つまり、 n 読み取りタスクが存在し、書き込みタスク n サイクルは、共有参照の次の更新まで遅延されます。

読み取りタスクは、書き込みタスクによって各サイクルで読み取りコピーを取得することを防ぐことができます。したがって、読み取りタスクが確実にコピーを受け取るまでの最大サイクル数を指定することはできません。

特に、実行速度が非常に遅いタスクが含まれる場合、これは問題になる可能性があります。タスクが1時間ごとにのみ実行され、タスクローカル変数にアクセスできないと仮定すると、タスクはリストの非常に古いコピーで動作しています。したがって、タスクローカル変数にタイムスタンプを挿入することは理にかなっています。これは、読み取りタスクが少なくともリストが最新であるかどうかを判断するために使用できます。次のようにタイムスタンプを追加できます。タスクローカル変数のリストにタイプの変数を追加します。 LTIME たとえば、書き込みタスクでは、次のコードを使用します。 tasklocal.g_timestamp := LTIME();。

タスクローカル変数は、「単一のライター-複数のリーダー」のユースケース向けに設計されています。さまざまなタスクによって呼び出されるコードを実装する場合、タスクローカル変数を使用すると非常に便利です。たとえば、これは上記のサンプルアプリケーションの場合です。 appTasklocal すべてが同じ配列にアクセスし、同じ関数を使用する複数の読み取りタスクによって拡張される場合。

タスクローカル変数は、マルチコアプロセッサを搭載したシステムで特に役立ちます。これらのシステムでは、優先度によってタスクを同期することはできません。次に、他の同期メカニズムが必要になります。

読み取りタスクが常に変数の最新のコピーで機能する必要がある場合は、タスクローカル変数を使用しないでください。ローカルタスク変数はこれには適していません。

同様の問題は「生産者-消費者」問題です。これは、タスクがデータを生成し、2番目のタスクがそれを処理する場合です。このコンステレーションでは、別のタイプの同期を優先します。たとえば、プロデューサーはフラグを使用して、新しい日付が利用可能であることを示すことができます。コンシューマーは、2番目のフラグを使用して、データを処理し、新しい入力を待機していることを示すことができます。どちらも同じデータで機能します。データの循環コピーのオーバーヘッドはなく、コンシューマーはプロデューサーによって生成されたデータを失うことはありません。

実行時に、メモリ内にタスクローカル変数リストのいくつかの、場合によっては異なるコピーがあります。ただし、位置を監視するときにすべての値を表示できるわけではありません。このため、共通参照からの値は、インラインモニタリング、モニタリングリスト、および視覚化でタスクローカル変数に表示されます。

ブレークポイントを設定すると、ブレークポイントに到達して停止したタスクのデータが表示されます。その間、他のタスクは実行を続けます。特定の状況下では、共通コピーを変更できます。ただし、停止したタスクのコンテキストでは、値は変更されないままであり、そのように表示されます。これに注意する必要があります。

タスクローカル変数のリストについては、コンパイラーは各タスクのコピーとすべてのタスクの共通参照コピーを作成します。タスクローカル変数のリストと同じ変数を含む構造が作成されます。この構造の配列も作成され、タスクごとに配列の次元が作成されます。したがって、配列要素はタスクごとにインデックスが付けられます。リストの変数がコードでアクセスされるようになった場合、リストのタスクローカルコピーが実際にアクセスされます。さらに、ブロックが現在実行されているタスクが判別され、それに応じてアクセスにインデックスが付けられます。

たとえば、コード行 diValue := TaskLocals.g_diaData[0]; 上記の例から置き換えられました：

diValue := __TaskLocalVarsArray[__CURRENTTASK.TaskIndex].__g_diarr[0];

__CURRENTTASK abの演算子です CODESYS V3.5 SP13は、現在のタスクインデックスをすばやく決定するために使用できます。

実行時に、タスクローカルリストのコンテンツは、書き込みタスクの最後に共通参照にコピーされます。読み取りタスクの場合、共通参照の内容は最初にタスクローカルコピーにコピーされます。したがって、n個のタスクのリストのn + 1個のコピーがあります。リストは共通の参照として機能し、さらに各タスクには独自のリストのコピーがあります。

スケジューラーは、複数のタスクのタイムリーな実行、つまりタスクの切り替えを制御します。実行時間の割り当てを制御するためにスケジューラーが従う戦略は、タスクのブロックを回避することを目的としています。したがって、同期メカニズムはタスクローカル変数のプロパティに対して最適化されているため、ブロッキング状態（ロック状態）が回避され、タスクは別のタスクのアクションを待機しません。

同期戦略：

目的：プログラムから始めたい ReadData プログラムがアクセスするのと同じデータにアクセスする WriteData 書かれる。 2つのプログラムは異なるタスクで実行する必要があります。データをタスクローカル変数リストに指定して、サイクル一貫して自動的に処理されるようにします。