Go言語でchannelとsyncを使い分ける！初心者向け並行処理設計ガイド

先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「Goで複数のgoroutineを動かすとき、channelとsyncってどっちを使えばいいんですか？」

先生

「使い分けのポイントは目的によります。channelはgoroutine間でデータをやり取りするときに使います。syncパッケージは、データの排他制御や同期に使います。」

生徒

「具体的にはどんな場合にchannelで、どんな場合にsyncを使うんですか？」

先生

「例えば、複数のgoroutineが計算結果を集めたい場合はchannelが便利です。一方で、複数のgoroutineが同じ変数を更新する場合はsync.Mutexで排他制御するのが安全です。」

1. channelの基本と使いどころ

channelは、goroutine間で安全にデータを送受信できる仕組みです。これにより、複数のgoroutineが同時にデータをやり取りしても、競合状態を避けられます。

channelは「通信路」のイメージです。データを一方から送って、もう一方で受け取ります。これを利用して、パイプラインやファンアウトなどの並行処理設計に役立てます。

2. channelのサンプルコード


package main

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int)

    go func() {
        for i := 1; i <= 5; i++ {
            ch <- i
        }
        close(ch)
    }()

    for v := range ch {
        fmt.Println(v)
    }
}

この例では、goroutineが1から5までの数字をchannelに送信し、main goroutineが受信して出力しています。channelを使うことで安全にデータをやり取りできます。

3. syncパッケージの基本と使いどころ

syncパッケージには、MutexやWaitGroupなどのツールがあり、複数goroutineの同期や排他制御を簡単に行えます。Mutexは同じ変数に対して同時にアクセスしないようにロックする仕組みです。

WaitGroupは、複数のgoroutineが終了するのを待つための仕組みです。channelと違い、データの受け渡しではなく、処理の進行管理や排他制御に使います。

4. syncのサンプルコード


package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var counter int
    var mu sync.Mutex
    var wg sync.WaitGroup

    for i := 0; i < 5; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            mu.Lock()
            counter++
            mu.Unlock()
        }()
    }

    wg.Wait()
    fmt.Println("Counter:", counter)
}

この例では、複数goroutineがcounterを同時に更新しますが、Mutexで排他制御しているため安全に1ずつ加算できます。WaitGroupで全goroutineの終了を待っています。