`runtime.Gosched()` は Go で Goroutine の実行をどのように制御しますか?

ゴルーチン実行における runtime.Gosched の役割を理解する

Go では、ゴルーチンは同時実行を容易にする軽量のスレッドです。ランタイム パッケージの重要な関数の 1 つは runtime.Gosched です。これは現在の goroutine を生成し、他の goroutine の実行を可能にします。この記事では、runtime.Gosched の重要性と、それが実行フローにどのような影響を与えるかについて詳しく説明します。

Go の以前のバージョンでは、次のコード スニペットは runtime.Gosched の影響を示しています。

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func say(s string) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        runtime.Gosched()
        fmt.Println(s)
    }
}

func main() {
    go say("world")
    say("hello")
}

runtime.Gosched で実行すると、出力が「hello」と「world」の間で切り替わります。ただし、runtime.Gosched を削除すると、出力は「hello」のみになります。この動作は Go のスケジューリング メカニズムに由来します。

runtime.Gosched を使用しない場合、ゴルーチンは単一の OS スレッドで実行されるようにスケジュールされます。 goroutine は他の goroutine の実行を許可するために明示的に制御を譲る必要があるため、 runtime.Gosched を削除すると、「ワールド」 goroutine の実行が防止されます。

runtime.Gosched は、Go スケジューラーに実行を別の goroutine に切り替えるように指示します。 「hello」と「world」の両方をインターリーブして実行できるようにします。 Go スケジューラは協調的なマルチタスク アプローチを採用しており、ゴルーチンに依存して自発的に制御を放棄します。これは、OS が実行コンテキストをアクティブに切り替えるプリエンプティブ マルチタスクとは異なります。

デフォルトでは、Go はすべてのゴルーチンに対して単一の OS スレッドのみを利用します。ただし、GOMAXPROCS 環境変数を設定するか、 runtime.GOMAXPROCS() 関数を使用することにより、Go は複数の OS スレッドを作成できます。これにより、ゴルーチンの真の並列実行が可能になります。

GOMAXPROCS を 1 より大きい値に設定すると、ゴルーチンが異なる OS スレッドにスケジュールされ、予測できない実行順序が生じる可能性があります。 GOMAXPROCS が設定されていない場合、または 1 に設定されている場合でも、最近の Go コンパイラーはシステム コールでイールド ポイントを強制することがあり、不確定な動作が許容されます。

ランタイムの役割を理解する。Gosched は、Go アプリケーションでゴルーチンを効果的に活用するために不可欠です。これにより、ゴルーチンの協調実行が可能になり、インターリーブ実行パターンが可能になり、複数の OS スレッドと組み合わせた場合の並列処理が容易になります。

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