Go 言語における同時実行性と並列性の違いと関連性について説明します。

Go 言語は Google によって開発されたプログラミング言語であり、同時プログラミング機能で知られています。 Go 言語には、並行性と並列性という 2 つの重要な概念があります。 2 つの概念は似ていますが、両者の間には微妙な違いとつながりがあります。この記事では、Go 言語における同時実行と並列処理の違いを探り、具体的なコード例を通してそれらの関係を説明します。

まず、並行性と並列性の概念を理解しましょう。同時実行性とは、システム内に複数の独立した実行ユニットが存在することを指します。これらの実行ユニットは時間的に重複しますが、一度に実行されるのは 1 つだけです。言い換えれば、同時実行性とは、複数のアクティビティが同時にアクティブになっているシステムの状態を指します。並列処理とは、システム内に複数の独立した実行ユニットが同時に存在することを指し、これらの実行ユニットは実際には複数のプロセッサ上で同時に実行されます。並列処理の場合、複数のタスクを同時に実行できるため、プログラム全体のパフォーマンスが向上します。

Go 言語では、ゴルーチンを通じて同時実行性を実現できます。 Goroutine は Go 言語の実行環境によって管理され、プログラム内で簡単に作成できる軽量のスレッドです。以下は、Goroutine を使用してタスクを同時に実行する方法を示す簡単なサンプル コードです。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func task() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("Executing task ", i)
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

func main() {
    go task()
    time.Sleep(3 * time.Second)
    fmt.Println("Main goroutine exits")
}

上記のコードでは、一連の Number、数値を出力する task 関数を定義します。各出力後に 1 秒間スリープします。 main 関数では、go task() を通じて task 関数を実行する新しい goroutine を開始します。このようにして、task 関数は別の goroutine で同時に実行され、メインの goroutine は後続のコードを実行し続けます。このようにして、タスクを同時に実行する効果が得られます。

次に、Go 言語の並列機能を使用してプログラムの実行効率を向上させる方法を示すサンプル コードを見てみましょう。

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "sync"
)

func parallelTask(wg *sync.WaitGroup, id int) {
    defer wg.Done()
    fmt.Println("Executing parallel task ", id)
}

func main() {
    numCPU := runtime.NumCPU()
    runtime.GOMAXPROCS(numCPU)

    var wg sync.WaitGroup

    for i := 0; i < numCPU; i++ {
        wg.Add(1)
        go parallelTask(&wg, i)
    }

    wg.Wait()
    fmt.Println("All parallel tasks have completed")
}

上記のコードでは、 # を使用しました。 # #sync.WaitGroup すべての並列タスクの完了を待ちます。 runtime.GOMAXPROCS(numCPU) を設定することで、プログラムがすべての CPU コアを使用して ParallelTask​​ 関数を並列実行するようになります。 main関数では、CPUコアの数と同じ数のゴルーチンを作成し、ParallelTask​​関数を並行して実行します。最後に、wg.Wait() を通じてすべてのゴルーチンが完了するのを待ちます。これにより、タスクを並列実行する効果が得られ、プログラムの実行効率が向上します。

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