Goのgoroutineはノンブロッキング

Goには、JavaScriptやC#などのようなasync/awaitの概念が存在しない。つまり、コードは同期的に書かれている。それでは、どのようにノンブロッキングIOを実現しているのか？

Goはこの問題をgoroutineという名の軽量スレッドで解決している

実は、Goのgoroutineは同期的に書けるコルーチンのようなものであり、待ちが発生すると中断され、待ちが完了すると再開される

• goroutineが中断された瞬間、そのOSスレッドが実行するgoroutineが他のものに切り替わるので、OSスレッドはブロックされない

• これが軽量スレッドの考え方

• JavaScriptで言えば、待ちが発生する全ての関数呼び出しに自動でawaitが付くイメージ

環境変数GOMAXPROCSで、並行に実行されるgoroutineの数が決まる。この値はデフォルトではCPUの論理コア数と一致する

10000個のgoroutineを立てて全てでスリープする例。軽量スレッドなので、OSのスレッドが10000個立てられることなく、並行に完了する:

package main

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

func main() {
  const numGoroutines = 10000
  const sleepDuration = 1 * time.Second

  fmt.Printf("Starting %d goroutines...\n", numGoroutines)

  start := time.Now()

  var wg sync.WaitGroup

  for i := 0; i < numGoroutines; i++ {
    wg.Add(1)

    go func(id int) {
      defer wg.Done()

      time.Sleep(sleepDuration)
    }(i)
  }

  wg.Wait()

  elapsed := time.Since(start)
  fmt.Printf("All goroutines completed in %dms\n", elapsed.Milliseconds())
}

Starting 10000 goroutines...
All goroutines completed in 1025ms

Javaでも仮想スレッド（Virtual Thread）という名称で軽量スレッドが導入されている。これでgoroutineと同様のことが実現できる:

import java.time.Duration;
import java.time.Instant;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.stream.IntStream;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    int numTasks = 10000;
    long sleepDuration = 1000;

    System.out.printf("Starting %d virtual threads...%n", numTasks);

    var start = Instant.now();

    try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
      for (int i = 0; i < numTasks; i++) {
        final int id = i;

        executor.submit(() -> {
          try {
            Thread.sleep(sleepDuration);
          } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
          }
        });
      }
    }

    var end = Instant.now();
    var elapsed = Duration.between(start, end);

    System.out.printf("All virtual threads completed in %dms%n",
                      elapsed.toMillis());
  }
}

Starting 10000 virtual threads...
All virtual threads completed in 1054ms