Go言語は、Googleによって設計された「シンプルで高速なプログラミング言語」として広く知られています。特にGoの並列処理の簡潔さと高性能は、多くの開発者にとって魅力的です。

今回は、Go言語で並列処理を実装し、他の言語（C言語、Python、Java、Ruby）と比較した結果を共有します。Goが「なぜ選ばれるのか」を、実際のコードとともに掘り下げていきます。

テスト仕様

テスト環境の仕様

• CPU: 11th Gen Intel(R) Core(TM) i7-1165G7 @ 2.80GHz
• RAM: 32.0 GB
• OS: Windows 11 Pro 64ビット

使用言語とバージョン

• Go 1.23.4
• Java 21.0.5
• Python 3.11.7（GIL有効。並列処理）
• Python 3.13.1t （GIL無効。並列処理）
• Ruby 3.3.6
• C言語:GCC 14.2.0

準備した各ソースコード

• https://github.com/miyakawa2449/transaction_benchmark

Go言語での並列処理プログラム

以下は、Goで10万回のトランザクションを並列処理するプログラムの例です。

プログラムコード

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

func processTransaction(id int) {
	// 模擬トランザクション処理
	_ = id * 2
}

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	start := time.Now()

	transactionCount := 100000
	wg.Add(transactionCount)

	for i := 0; i < transactionCount; i++ {
		go func(id int) {
			defer wg.Done()
			processTransaction(id)
		}(i)
	}

	wg.Wait()
	fmt.Printf("Completed %d transactions in %v\n", transactionCount, time.Since(start))
}

コードの解説

1. goroutineを利用した並列処理
   • goキーワードを使うだけで、並列タスクを簡単に作成可能。
   • goroutineは軽量で、数百万単位でも効率的に動作します。
2. sync.WaitGroupによるタスクの同期
   • sync.WaitGroupを使い、すべてのgoroutineが完了するまでメインスレッドを待機。
   • 並列処理の終了を簡単に管理できます。
3. 時間計測
   • time.Now()で開始時刻を記録し、time.Since(start)で実行時間を算出。
4. シンプルな構文
   • スレッドやメモリ管理を意識する必要がなく、短いコードで実装可能。

Go言語の強み

1. 軽量な並列処理
   • goroutineはOSスレッドよりも軽量で、高速かつ低メモリで動作。
   • Goランタイムがスレッドのスケジューリングを自動で管理。
2. 簡潔なコード
   • 並列処理を記述するのに必要なのはgoキーワードと同期用のWaitGroup。
   • 他の言語に比べ、圧倒的にシンプル。
3. 高いパフォーマンス
   • Goはコンパイル型言語で、バイナリファイルを直接実行。
   • goroutineとGoランタイムによる最適化がパフォーマンスを向上させます。

言語	実行時間	特徴
Go1.23.4	33.4ms	goroutineによる軽量かつ高速な並列処理
Java 20.0.5	60.7ms	固定スレッド数で効率的な並列処理を実現。
Python 3.11.7	1.1秒	GILの恩恵を受けている。
Python 3.13.1	1.4秒	GIL無効化した場合、期待が外れてオーバーヘッドが大きくなった可能性が大きい。
C 言語14.2.0	4.4秒	C言語は思ったより遅い結果に。
Ruby3.3.6	57.8秒	スレッドのオーバーヘッドが大きい。

なぜGo言語が選ばれるのか？

1. 開発効率
   • goroutineとWaitGroupを使った並列処理は、他言語に比べて非常に簡潔で直感的。
   • コードの可読性が高く、保守が容易。
2. パフォーマンス
   • Goのランタイムがgoroutineを効率的にスケジュール。
   • 高速なコンパイルと軽量な実行バイナリにより、性能を最大限に引き出します。
3. 適用分野
   • Webサーバー、マイクロサービス、リアルタイムシステムなど、大量の並列処理が必要な場面で特に強い。

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他言語の課題

Java

• スレッドプールは強力だが、スレッドのオーバーヘッドがGoに比べて大きい。

C言語

• 最速だが、コードが複雑で開発・保守の負担が大きい。
• メモリ管理やスレッド制御を手動で行う必要がある。

Python

• GIL（Global Interpreter Lock）の影響で、CPUバウンド処理は遅い。
• I/Oバウンド処理では効果的。
• GILが処理性能の足かせになる場面を想定し、Python 3.13.1でGILを無効化して並列処理を試しました。しかし、今回の処理内容（比較的単純なトランザクション計算）では、GIL有効時の方が効率的に動作しました。期待通りの結果にはなりませんでしたが、GILが必ずしも性能を妨げるわけではない点が確認できました。

Ruby

• スレッドのオーバーヘッドが大きく、GILにより並列性能が制限される。

まとめ

Go言語は、簡潔さ、高速性、スケーラビリティを兼ね備えたプログラミング言語です。特に並列処理においては、goroutineとランタイムの最適化により、非常に効率的な実装が可能です。

Goを選ぶべき場面

• 並列処理が大量に発生するシステム（Webサーバー、リアルタイム処理など）。
• 高いパフォーマンスが求められる場面。
• 短い開発期間で保守性の高いコードが求められる場合。

Go言語は「並列処理のエース」として活躍すること間違いなし！ぜひ実際にコードを書いて体感してみてください！