goroutine

goroutine とは

goroutine は Go の軽量スレッドで、go キーワードで関数を並行実行する。OS スレッド (数 MB のスタック) と異なり、goroutine は数 KB のスタックで起動し、必要になった分だけランタイムがスタックを伸縮させる。公式 FAQ が「同一アドレス空間に数十万の goroutine を作るのは実用的」と述べる桁で、同じ数を OS スレッドで作れば先に資源が尽きる。Go ランタイムが goroutine を OS スレッドにマッピングする (M:N スケジューリング)。

OS スレッドとの比較

OS スレッドとの主な違いを以下に比較する。

観点	OS スレッド	goroutine
スタックサイズ	1〜8 MB (固定)	数 KB から動的に伸縮
生成コスト	高い	低い
同時実行数	数千	数十万
スケジューリング	OS カーネル	Go ランタイム
コンテキストスイッチ	遅い (カーネル空間)	速い (ユーザー空間)

基本的な使い方

基本的な使い方のコード例を示す。

func main() {
    go processOrder("order-1") // goroutine で並行実行
    go processOrder("order-2")
    go processOrder("order-3")

    time.Sleep(time.Second) // goroutine の完了を待つ (簡易版)
}

WaitGroup で完了を待つ

WaitGroup で完了を待つのコード例を示す。

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    orders := []string{"order-1", "order-2", "order-3"}

    for _, id := range orders {
        wg.Add(1)
        go func(id string) {
            defer wg.Done()
            processOrder(id)
        }(id)
    }

    wg.Wait() // 全 goroutine の完了を待つ
}

channel との組み合わせ

channel との 組み合わせのコード例を示す。

func fetchUser(id string, ch chan<- User) {
    user := db.GetUser(id) // DB から取得
    ch <- user             // channel に送信
}

func main() {
    ch := make(chan User, 3)
    go fetchUser("1", ch)
    go fetchUser("2", ch)
    go fetchUser("3", ch)

    for i := 0; i < 3; i++ {
        user := <-ch // channel から受信
        fmt.Println(user.Name)
    }
}

Node.js の async/await との比較

Node.js の async/await との主な違いを以下に比較する。

観点	goroutine	async/await (Node.js)
モデル	軽量スレッド (プリエンプティブ)	イベントループ (協調的)
CPU バウンド	複数コアへ分散して同時に計算できる	1 スレッドで動き、重い計算の間は他が止まる
I/O バウンド	待っている間に他の goroutine が進む	待っている間に他のタスクが進む
メモリ共有	あり (Mutex で保護)	なし (シングルスレッド)

Lambda (Go ランタイム) での goroutine

Lambda (Go ランタイム) での goroutine のコード例を示す。

func handler(ctx context.Context, event events.APIGatewayProxyRequest) (events.APIGatewayProxyResponse, error) {
    ch := make(chan string, 2)
    go func() { ch <- fetchFromDB(event.PathParameters["id"]) }()
    go func() { ch <- fetchFromCache(event.PathParameters["id"]) }()

    result := <-ch // 先に返った方を使う
    return events.APIGatewayProxyResponse{StatusCode: 200, Body: result}, nil
}

よくある間違い

• goroutine のリーク: channel の受信側がいないと goroutine が永遠にブロック
• データ競合: 共有変数への同時アクセス → sync.Mutex や channel で保護
• 安いのは生成と切り替えだけ: 関数呼び出しあたりの追加コストは数命令程度だが、goroutine が抱えるスタックとヒープ上のデータは残る。数十万を並べる設計では 1 本あたりの保持データ量が支配的になる

goroutine の背景や設計思想は関連書籍に詳しい。